CN104271332A - 转印方法及热纳米压印装置 - Google Patents
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Abstract
使用微细图案形成用膜(II),在被处理体(20)上转印赋予以下第1掩模层(13)及第2掩模层(12),所述微细图案形成用膜(II)具有在一侧的表面上形成有纳米尺度的凹凸结构(儿)的覆盖膜(10)、设置于所述凹凸结构(11)的凹部内部的第2掩模层(12)、覆盖所述凹凸结构(11)及所述第2掩模层(12)而设置的第1掩模层(13);此处,使设置有第1掩模层(13)的表面朝向所述被处理体(20)的表面,按压微细图案形成用膜(II),对第1掩模层(13)照射能量射线,接着,将覆盖膜(10)从第2掩模层(12)及第1掩模层(13)上分离。此处,按压和能量射线照射分别独立进行。使用第2掩模层(12)及第1掩模层(13),蚀刻被处理体(20)。
Description
技术领域
本发明涉及转印方法及热纳米压印装置。
背景技术
传统上,较多使用光刻技术作为LSI的制造中的凹凸结构加工技术。然而,光刻技术存在难以加工出尺寸比曝光中使用光的波长更小的凹凸结构的问题。此外,作为其他的凹凸构造的加工技术,有使用电子束描绘装置的掩模凹凸结构描绘技术(EB法)。然而,EB法中因为通过电子束直接描绘掩模凹凸结构,存在描绘的凹凸结构越多,描绘时间越增加,形成凹凸结构为止的吞吐量大幅降低的问题。此外,因为光刻用曝光装置中的掩模位置的高精度控制和EB法用曝光装置中的电子束描绘装置的大型化等,这些方法中还存在装置成本升高的问题。
作为能够解决这些问题的凹凸构造的加工技术,人们提出了纳米压印技术。其中,从转印精度及容易性的角度出发,光纳米压印法广受注目。光纳米压印法中,通过将形成有纳米尺度凹凸结构的模具,按压在形成于被转印基板的表面上的液态抗蚀剂层上,将形成于模具上的凹凸结构在被转印基板的表面上转印形成。
特别地,从转印精度的角度出发,人们提出可使用片状模具,在平板状的被处理体上转印凹凸结构(例如,参考专利文献1)。
然而,专利文献1所记载的方法中,(1)介由液态的抗蚀剂层,相对于片状模具的形成有凹凸结构的一侧主面(以下记做凹凸结构面),在被处理体的一侧主面与片状模具的凹凸结构面平行或实质平行的状态下,以面按压处理体。因此,难以抑制气泡的卷入和使按压时的压力分布较小等。卷入气泡的话,会降低凹凸结构的转印精度,压力分布变大的话,液态的抗蚀剂层的膜厚不均会增大。要使压力分布越小,热纳米压印装置就越变得过大。特别地,转印中使用的凹凸结构的面积越大,越难使压力均等化,越难以大面积化。
(2)另一方面,热纳米压印装置中通常附带有在转印后分离被成形品和模子的被成形品脱模装置。被成形品脱模装置中,将片状模具的凹凸结构面与由抗蚀剂层/被处理体构成的积层体,以被处理体的一侧主面与片状模具的凹凸结构面平行或实质平行的状态,作为面进行剥离。因此,施加在转印形成有凹凸结构的抗蚀剂层的凹凸结构上的应力增大,导致凹凸结构破坏或第1掩模层从被处理体上剥离,结果,转印精度降低。
(3)进一步地,热纳米压印装置被设置为,在从收卷了片状模具的原卷(原反)中卷出片状模具的部位与卷取转印后的片状模具的部位之间,附带有将转印后的被成形品与模子分离的被成形品脱模装置。因此,因而存在以下问题,如果转印后不经分离模具和被成形品的工序,则不能进行之后的转印,因而不能进行连续生产,转印效率降低。
如上所述,光纳米压印法中,存在因为使用液态的抗蚀剂层,使用复杂且过大的装置这一课题。
为解决这些问题,人们提出不使用液态抗蚀剂层的热纳米压印法。热纳米压印法必须含有相对于转印对象的按压模具的凹凸结构的工序、冷却转印对象的工序和从转印对象将模具脱模的工序。这样的热纳米压印法中,有必要以转印对象的玻璃化转变温度(Tg)或熔点(Tm)以上的温度,进行将模具的凹凸结构向转印对象的按压。即,有必要对转印对象均等地加热,均等地使其流动化,均等地按压模具。从该角度出发,通常采用面压加压机构作为按压机构。因此,存在为使按压时加压的压力增加,就有过大的加压部的问题。进一步地,为了抑制外界气体的卷入,有必要有精密控制模具与转印对象的平行度的机构。因此,装置的控制机构过大,并且,易于变得复杂。此外,由于按压时有必要以高温度,过大的冷却机构成为必须,同样地存在装置的控制机构变得复杂的问题。
专利文献2公开了热纳米压印法。专利文献2公开了将模具的凹凸结构转印于转印对象(热塑性树脂)的热纳米压印方法。该方法中,在热塑性树脂的体积与模具的凹凸结构的体积满足规定的关系的同时,以加热模具及热塑性树脂的状态将模具按压在热塑性树脂上,在按压的状态下冷却之后,剥离模具。然而,即使是这样的构成,如上述说明,为了使热塑性树脂的流动性均等地产生,有必要均等地加热和按压,因此采用面压加压按压机构。因此,不难想象,为使按压时加压的压力增加,就有过大的加压部。同样地,可以容易地类推,由于有必要有面压加压机构,为了抑制按压时外界气体的卷入,有必要有精密控制模具与热塑性树脂的平行度的机构。此外,面压加压机构中,将模具的凹凸结构按在热塑性树脂上。从该角度出发,有必要使加热温度至少在热塑性树脂的玻璃化转变温度以上,其为高温。即,由于按压时需要较高的温度,故过大的冷却机构成为必须,同样地存在装置的控制机构变得复杂的问题。
背景技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-020272号公报
专利文献2:日本专利第4943876号公报
发明内容
发明要解决的课题
如以上说明,传统的热纳米压印法中,通常在按压工序中采用面压加压机构的同时,为提高转印精度,需要调整模具与转印对象的平行度的机构,因而装置变得复杂并且过大。进一步地,存在需要有高温的加热机构,随之过大冷却机构成为必须的问题。
为解决这样的问题,可以在低压力且低温度下热纳米压印的热纳米压印装置成为必须。
本发明鉴于以上诸点,目的是提供一种使用热纳米压印法,不需要过大的设备,在低压力且低温度下可以高精度地转印凹凸结构的转印方法,以及热纳米压印装置。
解决课题的手段
本发明涉及的转印方法为使用微细图案形成用膜,在被处理体上转印赋予以下第1掩模层及第2掩模层的转印方法,该微细图案形成用膜具有在一侧的表面上形成有纳米尺度的凹凸结构的覆盖膜、设置于所述凹凸结构的凹部内部的第2掩模层、设置为覆盖所述凹凸结构及所述第2掩模层的第1掩模层,所述转印方法,其特征在于,至少按以下顺序含有:使设置有所述第1掩模层的表面朝向所述被处理体的表面,按压所述微细图案形成用膜的按压工序;对所述第1掩模层照射能量射线的能量射线照射工序;及,将所述保护膜从所述第2掩模层及所述第1掩模层移除的脱模工序,同时,所述按压工序和所述能量射线照射工序分别独立进行。
本发明涉及的热纳米压印装置是通过上述中任意一项所述的转印方法,在所述被处理体上转印所述第1掩模层及所述第2掩模层的热纳米压印装置,其特征在于,具有实施所述按压工序的按压部、实施所述能量射线照射工序的能量射线照射部、实施所述脱模工序的脱模部。
本发明涉及的热纳米压印装置是通过上述中任意一项所述的转印方法,在所述被处理体上转印所述第1掩模层及所述第2掩模层的热纳米压印装置,其特征在于,具有以使形成有所述第1掩模层的表面与所述被处理体的一侧表面相对的状态,贴合所述微细图案形成用膜及所述被处理体的贴合部,所述贴合部,具有实质上以线对所述微细图案形成用膜或所述被处理体施加按压力的按压部,该按压部具有实质上以线与所述微细图案形成用膜或所述被处理体接触的转动体,所述转动体,至少其表层由玻璃化转变温度为100℃以下的弹性体构成。
本发明涉及的积层体是具有被处理体和微细掩模图案的积层体,该微细掩模图案设置于所述被处理体的表面的至少一部分上、至少在所述表面的外缘部的一部分上保留露出部,所述微细掩模图案的特征在于,具有在所述被处理体上作为微细凹凸结构而设置的第1掩模层和至少在所述第1掩模层的凸部的顶部之上设置的第2掩模层。
发明效果
依据本发明,可以提供一种使用热纳米压印法,不需要过大的设备,在低压力且低温度下可以高精度地转印凹凸结构的转印方法,以及热纳米压印装置。
附图说明
[图1]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的截面示意图。
[图2]为了说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。
[图3]为了说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。
[图4]为了说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。
[图5]为了说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。
[图6]显示在本实施方式涉及的微细图案形成用膜上设置弹性体的例子的示意截面图。
[图7]有关本实施方式涉及的微细图案形成用膜与被处理体的贴合的截面示意图。
[图8]有关本实施方式涉及的微细图案形成用膜与转印于被处理体上第1掩模层的脱模的截面示意图。
[图9]显示本实施方式涉及的转动体的一例的截面示意图。
[图10]显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中的按压部的说明图。
[图11]显示本实施方式涉及的热纳米压印装置涉及的具有贴合部的按压部的立体示意图。
[图12]显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中的按压部的侧面示意图。
[图13]显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中附带按压加热部的转动体的侧面示意图。
[图14]显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。
[图15]显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的由剥离部引起的微细图案形成用膜的剥离的示意图。
[图16]显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的由剥离部引起的微细图案形成用膜的剥离的示意图。
[图17]为了对第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的剥离部处的微细图案形成用膜的方向变化进行说明的说明图。
[图18]显示第2实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。
[图19]显示第2实施方式涉及的热纳米压印装置中切断部的裁断位置的平面示意图。
[图20]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。
[图21]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置中贴合部处的微细图案形成用膜与被处理体的关系的示意图。
[图22]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图23]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图24]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图25]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图26]显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图27]显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。
[图28]显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图29]显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。
[图30]显示第5实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。
[图31]显示第5实施方式涉及的转印方法中的热纳米压印装置的动作的示意图。
[图32]显示第5实施方式涉及的转印方法中的热纳米压印装置的动作的示意图。
[图33]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。
[图34]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。
[图35]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜中的柱状的凹凸结构的截面示意图。
[图36]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜中的孔洞形状的凹凸结构的顶视图。
[图37]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。
[图38]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的截面示意图。
[图39]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜中的凹凸结构的凸部的排列例的说明图。
[图40]显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的截面示意图。
具体实施方式
以下,对本发明的一种实施方式(以下称为“实施方式”)进行详细说明。另外,本发明并非仅限定于以下的实施方式,可以在其主旨的范围内进行各种变更而实施。
<微细图案形成用膜的概要>
首先,对本实施方式涉及的微细图案形成用膜的概要进行说明。
使用本发明的热纳米压印方法或热纳米压印装置的热纳米压印方法中,使用以下说明的微细图案形成用膜。由此,可在低温且低压下高精度地实施热纳米压印。
本发明涉及的微细图案形成用膜,是在一侧的表面上形成有凹凸结构的覆盖膜的凹凸结构上,成膜第2掩模层及第1掩模层的膜。图1是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的截面示意图。如图1所示,微细图案形成用膜1在覆盖膜2的表面上设置有树脂层3。树脂层3的与覆盖膜2相接的面的相反一侧的面上形成有凹凸结构3a。在以下的说明中,单称覆盖膜2时也包括形成有凹凸结构3a的树脂层3。第2掩模层4充填在凹凸结构3a的凹部内部。此外,第1掩模层5成膜为覆盖第2掩模层4及凹凸结构3a。该第1掩模层5之上可设置保护层。
另外,以后说明的热纳米压印装置附带的贴合部中,贴合于被处理体的面是第1掩模层5的表面。此外,剥离部中被剥离的膜为覆盖膜2,被处理体上转印有由第1掩模层5及第2掩模层4形成的凹凸结构。
图2A~图2C及图3A~图3F是为了说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。如图2A所示,在覆盖膜10的主面上形成有凹凸结构11。凹凸结构11由多个凹部11a和凸部11b构成。覆盖膜10为例如膜状或片状的成形体。
首先,如图2B所示,覆盖膜10的凹凸结构11的凹部11a的内部中,充填有在后述的第1掩模层上形成图案的第2掩模层12。第2掩模层12由例如溶胶凝胶材料形成。此处,具有覆盖膜10及第2掩模层12的积层体称为第1微细图案形成用膜I,或单称为第1积层体I。
接着,如图2C所示,在含有第1积层体I的第2掩模层12的凹凸结构11之上,形成第1掩模层13。该第1掩模层13用于后述的被处理体的图案形成。第1掩模层13由例如光固化性树脂、热固化性树脂或热塑性树脂形成。
进一步地,如图2C所示,第1掩模层13的上侧,可以设置保护层14。保护层14保护第1掩模层13,并非必须。此处,将由覆盖膜10、第2掩模层12及第1掩模层13形成的积层体称为第2微细图案形成用膜II,或单称为第2积层体II。该第2积层体II通过使第1掩模层13与被处理体贴合,可用于被处理体的图案形成。
接着,准备如图3A所示的被处理体20。被处理体20为例如平板状的无机基板,蓝宝石基板、SiC(碳化硅)基板、Si(硅)基板、尖晶石基板或氮化物半导体基板。首先,如图3B所示,在被处理体20的主面上,使第2积层体II的第1掩模层13的露出面与被处理体20的主面相对面地贴合。其结果是获得由第2积层体II及被处理体20构成的第3积层体III。贴合适宜为层压,特别适宜为热层压。本操作用后述说明的热纳米压印装置的贴合部进行。
接着,如图3C所示,将覆盖膜10从第1掩模层13及第2掩模层12上剥离。其结果是获得由被处理体20、第1掩模层13及第2掩模层12构成的中间体21。本操作用后述说明的热纳米压印装置的剥离部进行。
此外,第2积层体II通过后述的送料辊开卷开,通过后述的卷取辊卷取。即,在相比送料辊处于第2积层体II的流动方向的下游,进行上述贴合,同时,在相比贴合进一步处于流动方向的下游并且处于相比卷取辊的上游,进行上述剥离。
进一步地,被处理体可在上述贴合和剥离之间,伴随第2积层体II的传送而移动。换言之,第2积层体II可以发挥作为被处理体的载体的功能。
另外,在上述的贴合和剥离之间,可以对第2积层体II照射能量射线,使第1掩模层13硬化或固化。此外,可通过在贴合及按压时进行加热,使第1掩模层13硬化或固化。此外,可以在对第2积层体II照射能量射线使第1掩模层13硬化或固化之后,通过加热第3积层体III,提高第1掩模层13的稳定性。进一步地,也可以通过剥离后的能量射线照射或加热处理,使第1掩模层13硬化或固化。这些的操作,因其在贴合和剥离之间进行,可以在贴合时施加的压力被释放的状态下进行。特别地,在进行贴合后接着照射能量射线的工序中,能量射线照射时贴合时的压力被释放。
得到的中间体21可以通过上述说明的回收部回收,进行暂时保管,或者直接转向以下说明的工序。
通过回收部回收的中间体21被传送向与热纳米压印装置不同的其他装置。并且,以第2掩模层12作为掩模,通过将第1掩模层13进行例如氧灰化,如图3D所示形成图案。其结果是获得设置有通过第1掩模层13及第2掩模层12构成的具有高纵横比的微细掩模图案16a的微细掩模结构体16。进一步地,以形成有图案的第1掩模层13作为掩模,在被处理体20上实施例如反应性离子蚀刻,如图3E所示,在被处理体20的主面上形成微细图案22。最后,如图3F所示,除去残留在被处理体20的主面上的第1掩模层13,获得具有微细图案22的被处理体20。
本实施方式中,从图2A~图2C所示的覆盖膜10得到第2积层体II为止以一条生产线(以下,称为第1生产线)进行。在此之后,图3A~图3F为止以其他的生产线(以下,称为第2生产线)进行。在更优选方式中,第1生产线和第2生产线以不同的设备进行。因此,第2积层体II是将第2积层体II捆包为卷轴状(roller状),进行保管或搬运。
本发明进一步优选的方式中,第1生产线为第2积层体II的提供侧的生产线,第2生产线为第2积层体II的使用侧的生产线。如此,通过在提供侧中预先量产第2积层体II,提供给使用侧,具有以下的优点。
(1)可以反映构成第2积层体II的覆盖膜10的凹凸结构11的精度,在被处理体20上进行微细加工。具体地,可使第2掩模层12确保构成第2积层体II的覆盖膜10的凹凸结构11的精度。进一步地,使第1掩模层13的膜厚精度在第2积层体II中得以确保,因而,可以高度保证在被处理体20之上转印形成的第1掩模层13的膜厚分布精度。即,通过使用第2积层体II,可以在被处理体20面内,使第1掩模层13的膜厚分布精度高,并且凹凸结构11的转印精度高地转印形成第2掩模层12及第1掩模层13。因此,通过使用第2掩模层12对第1掩模层13进行微细加工,可以在被处理体20面内反映覆盖膜10的图案精度(凹凸结构11的排列精度),并且,高膜厚分布精度地形成设置有由第2掩模层12及第1掩模层13构成的具有高纵横比的微细掩模图案16a的微细掩模结构体16。通过使用高精度的微细掩模结构体16,可以高精度地加工被处理体20,可以制作在被处理体20面内反映覆盖膜10的微细图案精度(凹凸结构11的排列精度)的微细图案22。
(2)因为可通过第2积层体II确保微细图案的精度,可不需要使用繁杂的工序或装置,在合适的加工被处理体20的设备中对被处理体20进行微细加工。
(3)因为可以通过第2积层体II确保微细图案的精度,可在使用加工后的被处理体20制造设备的最佳场所中,使用第2积层体II。即,可以制造具有稳定的功能的装置。
如上所述,通过使用第1生产线为第2积层体II的提供侧的生产线,第2生产线为第2积层体II的使用侧的生产线,可以在最适于被处理体20的加工,并且,最适于使用加工后的被处理体20制造设备的环境下,使用第2积层体II。因此,可以提高被处理体20的加工及设备组装的吞吐量。进一步地,第2积层体II由覆盖膜10和设置于覆盖膜10的凹凸结构11上的功能层(第2掩模层12及第1掩模层13)构成。即,支配被处理体20的加工精度的第1掩模层13及第2掩模层12的配置精度,是通过第2积层体II的覆盖膜10的凹凸结构11的精度而确保,同时,第1掩模层13的膜厚精度可以由第2积层体II确保。由上,通过使第1生产线为第2积层体II的提供侧的生产线,第2生产线作为第2积层体II的使用侧的生产线,可以在最适合使用加工后的被处理体20制造设备的环境下,使用第2积层体II高精度地加工使用被处理体20。
如上所述,通过第2积层体II主要可以确保第1掩模层13及第2掩模层12的微细图案的精度、以及第1掩模层13的膜厚精度,可以在被处理体20上被处理体20的面内高精度地设置微细图案22。此处,将第2积层体II的第1掩模层13贴合在上被处理体20时,第2积层体II弯曲,此外,产生气泡(air point)的情况下,设置于被处理体20上的微细图案22的面内精度大幅降低。进一步地,从由第2积层体II/被处理体20形成的积层体,剥离覆盖膜10时,在第1掩模层13及第2掩模层12的微细图案上施加过度的应力,或第2积层体II弯曲时,产生第1掩模层13的凝聚破坏、第1掩模层13与被处理体20的界面剥离、第1掩模层13及第2掩模层12与覆盖膜10的脱模不良这些问题。
通过使用本发明的热纳米压印装置,可以合适地使用微细图案形成用膜。由此,可在低温且低压下实施热纳米压印。
<掩模图案转印工序>
接着,对使用微细图案形成用膜的各工序进行说明。在被处理体20上形成微细图案22的方法,可以分为掩模图案转印工序和蚀刻工序。
图4及图5是说明使用本实施方式涉及的微细图案形成用膜,对被处理体形成微细图案的方法的工序图。掩模图案转印工序如图4A及图4B以及图5B~图5C所示。
掩模图案转印工序的特征在于,至少按以下顺序含有按压工序、能量射线照射工序及脱模工序,并且,按压工序和能量射线照射工序各自独立进行。此处,按压工序在本实施方式涉及的热纳米压印装置的贴合部实施。此外,脱模工序通过本实施方式涉及的热纳米压印装置的剥离装置及固定装置进行。
如图4A所示第2积层体II通过如下部分构成:由支撑基材10a及树脂层10b构成的覆盖膜10、在覆盖膜10的树脂层10b上形成的凹凸结构11的内部充填的第2掩模层12、设置于含有第2掩模层12的凹凸结构11之上的第1掩模层13。在第2积层体II的第1掩模层13的表面上设置有保护层14时,首先,从第2积层体II上除去保护层14,如图4B所示,使第1掩模层13的表面露出。
(按压工序)
按压工序中,如图5A所示,将第2积层体II介由第1掩模层13相对于被处理体20进行按压,贴合第2积层体II及被处理体20进行粘合,获得第3积层体III。此时,通过边加热边按压第2积层体II及被处理体20,使其粘着。关于第2积层体II,其以被处理体20与第1掩模层13的粘合为目的而进行。
选择可以热压合的树脂作为第1掩模层13时,为提高第1掩模层13的流动性,优选在按压时进行加热。该加热,优选至少从被处理体20面一侧进行,加热温度优选60℃~200℃。
(弹性体)
图6是显示在本实施方式涉及的微细图案形成用膜上设置弹性体的例子的示意截面图。如图6所示,为使第1掩模层13和被处理体20不发生由覆盖膜10的凹凸结构11引起的膜厚不均地贴合,可以在第2积层体II中的覆盖膜10侧(参考图6A),或被处理体20侧(参考图6B)的任意一方上设置弹性体50。通过设置弹性体50,第2积层体II追随被处理体20的表面凹凸及弯曲处而形变,结果是可以不发生膜厚不均地进行贴合。另外,弹性体50,如图6C所示,可以在第2积层体II中的覆盖膜10侧及被处理体20侧的两方上都进行设置。
作为弹性体50,优选使用在表面上具有弹性体50的辊。通过使用表面上具有弹性体50的辊,可以通过卷对卷将第2积层体II连续贴合在被处理体20上。该弹性体50相当于本实施方式涉及的热纳米压印装置中的贴合部。
(低Tg弹性体)
作为弹性体50,优选玻璃化转变温度Tg为100度以下的弹性体,可以使用公知市售的橡胶板、树脂板或膜等,特别地,通过使其为60℃以下,因弹性形变的程度增大,按压变得更为有效,可以在更低温且低压下高精度地进行热纳米压印。从同样的观点出发,最优选30度以下。进一步地,通过使该玻璃化转变温度为30度以下,容易满足在本实施方式涉及的热纳米压印装置的贴合部之后说明的线宽,同时,可使热纳米压印的热分布及按压力分布更为良好,因而优选。从相同的角度出发,优选该玻璃化转变温度在0℃以下,最优选-20℃以下。作为这样的低Tg弹性体,例如,可列举硅酮橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚异戊二烯(天然橡胶)、聚丁二烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚苯乙烯。杨氏模量(纵弹性模量)为1MPa以上100MPa以下的话,第1掩模层13的膜厚变小且可变得均质,因而优选,更优选为4MPa以上50MPa以下。此外,从同样的效果的角度出发,弹性体50的厚度优选为0.5mm以上10cm以下,更优选为1mm以上8cm以上,最优选为5mm以上10cm以下。
此外,也可以采用压缩空气或压缩气体等作为弹性体50。特别地,使用压缩空气或压缩气体的情况下,如图6A所示,优选从第2积层体II中的覆盖膜10侧进行加压。
(贴合)
贴合时的环境气氛的卷入使第2掩模层12及第1掩模层13在被处理体20上的转印赋予的比例(转印率)减少。因此,根据被处理体20的用途产生不同问题。例如,将被处理体作为LED用的基板进行使用时,贴合时的氧(空气中的氧)的微小的卷入(从纳米至数十微米尺度的环境气氛的卷入),会导致LED的半导体结晶层的缺陷、LED的发光特性恶化,使漏电电流增加等。此外,贴合时较大的卷入(从数十微米至毫米尺度的气泡)会导致较大的缺陷,降低制造高效率的LED时的收率。因此,将第1掩模层13贴合于被处理体20时,优选采用以下的(1)~(4)所示任意的手法或这些的复合手法。
(1)在低氧氛围下进行贴合。通过降低氧浓度,即使在第1掩模层13与被处理体20的界面卷入环境气氛时,也可以确保第1掩模层13的固化性良好,因而可以提高转印精度。低氧气氛,可通过真空(减压)或导入以N2气体或Ar气体为代表的气体,以五氟丙烷或二氧化碳为代表的压缩性气体等而制作。特别地,可以通过采用真空(减压)环境,改善贴合性。
图7是有关本实施方式涉及的微细图案形成用膜与被处理体的贴合的截面示意图。另外,图7A~图7C中,方便起见,为将第1积层体I和第2积层体II作为同一示意图表现,省略了第1积层体I的凹凸结构11的表面的凹凸,表示为平坦的形状。图7A~图7C所示的第2积层体II中,在与被处理体20贴合的面的一侧,设置有第1掩模层13,使第1掩模层13与被处理体20相接触。
(2)如图7A所示,可举例使第2积层体II从其一侧的末端向另一侧的末端与被处理体20相接触,慢慢增加接触面积的方法。该情况下,相比平行平板型的贴合,因为保留了环境气氛的逸出途径,可以减少环境气氛的卷入。
(3)如图7B所示,可举例使第2积层体II的中央附近变形为下凸的形状,在该状态下使第2积层体II与被处理体20相接触,接着,使变形复原的手法。该情况下,相比平行平板型的贴合,因为保留了环境气氛的逸出途径,可以减少环境气氛的卷入。
(4)如图7C所示,在使第2积层体II弯曲的同时,将第2积层体II从其一侧的末端向另一侧的末端与弹性体50接触,采用层压的要点进行贴合的手法。该情况下,相比平行平板型的贴合,因为保留了环境气氛的逸出的途径,可以减少环境气氛的卷入。特别地,在第2积层体II的覆盖膜为弹性模具时有效。通过使用表面具有弹性体50的辊使第2积层体II弯曲,从第2积层体II的一侧的末端向另一侧的末端与被处理体20相接触,可通过卷对卷使第2积层体II连续贴合在被处理体20上。
(能量射线照射工序)
能量射线照射工序中,如图5B所示,对于粘合第2积层体II和被处理体20的积层体III,在释放贴合时的压力的状态下照射能量射线,固化第1掩模层13。由此,第1掩模层13没有必要进行传统上的边按压边固化,按压工序和能量射线照射工序可独立进行,易于后述的凹凸结构体40的制造中的工序管理。
此外,能量射线照射工序的目的是在提高第2掩模层12及第1掩模层13的稳定性的同时,大幅提高第2掩模层12与第1掩模层13界面的粘着力。进一步,第2积层体II的目的也为进一步粘合第1掩模层13和被处理体20。
能量射线照射在第2掩模层12与第1掩模层13的界面上产生基于化学反应的化学键合时有效。能量射线的种类可根据第2掩模层12及第1掩模层13的组成进行适当选择,因此没有特别限定,例如,可举例X射线,UV,IR等。此外,能量射线优选从第2积层体II侧和被处理体20侧的至少一侧进行照射。特别地,第2积层体II的至少一部分或被处理体20为能量射线吸收体的情况下,优选从透过能量射线的媒介一侧进行能量射线照射。
能量射线照射时的累积光量优选为500~5000mJ/cm2,更优选为800~2500mJ/cm2。此外,也可以选择2个以上具有不同的发光波长区域的能量射线源。
另外,在将第2积层体II按压于被处理体20之后,通过在压力释放的状态下进行能量射线照射工序,可以使第1掩模层13的膜厚度变厚,因而经后述的蚀刻工序,可在被处理体20上转印纵横比高的掩模。
(脱模工序)
脱模工序中,如图5B及图5C所示,第3积层体III中,在与被处理体20粘合的第2积层体II之中,除去覆盖膜10。其结果是获得由被处理体20、第1掩模层13及第2掩模层12形成的中间体21。
通过第2积层体II在被处理体20上转印掩模图案时,第1掩模层13的残膜厚度薄的话,剥离时的应力表观上集中于残膜部,因此有时发生第2掩模层12从第1掩模层13上剥离等脱模不良。对于这样的脱模不良,除了使第2掩模层12及第1掩模层13的组成最优化之外,还可以通过脱模的方法应对,例如,优选采用以下的(5)~(8)所示任意一种手法或这些的复合手法。
(5)可举例利用热膨胀率的差异的手法。通过利用第2积层体II的凹凸结构11与第1掩模层13的热膨胀率差异,可降低脱模时施加的应力。因根据凹凸结构11的材料与第1掩模层13的组成,产生热膨胀率差异的环境气氛不同,虽没有特别限定,例如,可举例通过冷却水、冷媒、液氮等在冷却的状态下脱模,或在以40℃~200℃左右的温度加热的状态下进行脱模。特别地,加热条件下的剥离对于凹凸结构11的表面存在氟成分的情况下有效。
图8是有关本实施方式涉及的微细图案形成用膜与转印于被处理体上第1掩模层的脱模的截面示意图。另外,图8A~图8C中,方便起见,为将第1积层体I和第2积层体II作为同一示意图表现,省略了第1积层体I的凹凸结构11的表面的凹凸,表示为平坦的形状。图8A~图8C所示第1积层体I中,在与被处理体20贴合的面的一侧形成有凹凸结构11。此外,图8A~图8C中,被处理体20的表面上设置有转印的第1掩模层13及第2掩模层12,但省略为平坦的形状。
(6)如图8A所示,可举例使第2积层体II从其一侧的末端向另一侧的末端剥离过去,慢慢减少与被处理体20的接触面积的方法。该情况下,相比平行平板型的脱模,因为减少了指向第2掩模层12与第1掩模层13界面的力,脱模性提高。
(7)如图8B所示,可举例使第2积层体II的中央附近变形为下凸的形状,在该状态下开始将第2积层体II从被处理体20上脱模,慢慢增加变形程度的手法。该情况下,相比平行平板型的脱模,因为减少了指向第2掩模层12与第1掩模层13界面的力,脱模性提高。
(8)如图8C所示,可举例在使第2积层体II弯曲的同时,将第2积层体II从其一侧的末端向另一侧的末端开始,从被处理体20剥离的手法。该情况下,相比平行平板型的脱模,因为减少了指向第2掩模层12与第1掩模层13界面的力,脱模性提高。特别地,在第2积层体II的覆盖膜为弹性模具时有效。通过使用表面具有弹性体50的辊使第2积层体II弯曲,从第2积层体II的一侧的末端开始剥离,向另一侧的末端从被处理体20上剥离,可通过卷对卷使第2积层体II从被处理体20上连续剥离。
如上,通过本实施方式涉及的掩模图案转印工序,可使用第2积层体II向被处理体20转印凹凸结构,如图5D所示,获得在被处理体20的表面上设置有第1掩模层13及第2掩模层12的微细掩模结构体16。此时,可以在被处理体20上形成较厚的第1掩模层13,经由后述的蚀刻工序,可在被处理体20上形成高纵横比的掩模图案。另外,微细掩模结构体16的被处理体与第2掩模层12及第1掩模层13的关系,此后进行详述。
进一步地,优选在掩模图案转印工序中的能量射线照射工序和脱模工序之间,增加加热工序。即,掩模图案转印工序可由按压工序、能量射线照射工序、加热工序及脱模工序按该顺序构成。
(加热工序)
通过在能量射线照射后增加加热工序,虽然也取决于第2掩模层12及第1掩模层13的组成,但仍然可得到提高第2掩模层12及第1掩模层13的稳定性,减少脱模工序时的转印不良、特别是减少第1掩模层13的凝聚破坏的效果。加热温度大致为40℃~200℃的范围,优选低于第2掩模层12及第1掩模层13的的玻璃化转变温度Tg的温度。此外,加热时间大致优选为5秒分~60分钟,从提高转印精度及工业制造的角度出发,最优选为5秒~3分钟。另外,加热工序可在低氧气氛下进行。
加热工序后,优选将由覆盖膜10/第1掩模层13/被处理体20形成积层体冷却至5℃~80℃为止,进一步优选为18℃~30℃为止之后,移送至脱模工序。另外,对于冷却方法,只要能将积层体冷却至所述的温度范围内,没有特别限定。
进一步地,在掩模图案转印工序中的脱模工序之后,可增加后处理工序。即,掩模图案转印工序可以由按压工序、能量射线照射工序、脱模工序及后处理工序以该顺序构成,此外,也可以由按压工序、能量射线照射工序、加热工序、脱模工序及后处理工序以该顺序构成。
(后处理工序)
后处理工序通过从图5D所示微细掩模结构体16的第2掩模层12侧和被处理体20侧的两方或任意一方,照射能量射线而进行。此外,后处理工序通过对于微细掩模结构体16进行加热和能量射线照射的两项或任意一项而进行。
通过照射能量射线,可以促进第2掩模层12和第1掩模层13的两方或任意一方中含有的未反应成分的反应,提高第2掩模层12及第1掩模层13的稳定性,使第2掩模层12的残膜处理工序、第1掩模层13的蚀刻工序及被处理体20的蚀刻工序良好地进行,因而优选。作为能量射线,可举例X射线、UV、IR等。此外,对于微细掩模结构体16,能量射线优选从第2掩模层12侧及被处理体20侧的至少一方进行照射。特别地,优选从第2掩模层12侧进行照射。
<蚀刻工序>
中间体21是通过在将第2积层体II贴合在被处理体20上之后剥离覆盖膜10制造的、由第2掩模层12/第1掩模层13/被处理体20形成的积层体,其详细的制造方法如掩模图案转印工序中已经进行的说明。此处,通过对中间体21进行如图5D所示的蚀刻,可制造微细掩模结构体16。进一步地,通过对微细掩模结构体16进行如图5E及图5F所示的蚀刻,在被处理体20上形成微细图案22,可获得凹凸结构体40。
将中间体21加工为微细掩模结构体16的方法为,以第2掩模层12作为掩模的第1掩模层13的蚀刻。由此可获得设置有通过第1掩模层13及第2掩模层12构成的具有高纵横比的微细掩模图案16a的微细掩模结构体16。
蚀刻条件,例如,从将第1掩模层13进行化学反应性蚀刻的角度出发,可以选择O2气体及H2气体。从离子注入成分的增加导致纵方向蚀刻速率提高这一角度出发,可以选择Ar气体及Xe气体。蚀刻中使用的气体,使用含有O2气体、H2气体、及Ar气体的至少一种的混合气体。特别地,优选仅使用O2。作为蚀刻时的压力,为了可以提高有助于反应性蚀刻的离子注入能量、进一步提高蚀刻异方向性,优选为0.1~5Pa,更优选为0.1~1Pa。此外,O2气体或H2气体与Ar气体或Xe气体的混合气体的比例,化学反应性的蚀刻成分与离子注入成分适量时,异方向性提高。因此,使气体的层流量为100sccm时,气体流量的比例优选为99sccm∶1sccm~50sccm∶50sccm,更优选为95sccm∶5sccm~60sccm∶40sccm,另外优选为90sccm∶10sccm~70sccm∶30sccm。气体的总流量变化的情况下,基于上述的流量的比例获得混合气体。蚀刻优选为等离子蚀刻。例如,使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子引入偏压的RIE进行。例如,可举例仅使用O2气体,或使用O2气体和Ar以流用比例90sccm∶10sccm~70sccm∶30sccm间混合的气体,设定处理压力为0.1~1Pa的范围,并且使用电容耦合型RIE或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。蚀刻使用的气体的总流量变化的情况下,基于上述的流量的比例获得混合气体。
进一步地,以形成有图案的第1掩模层13作为掩模,在被处理体20上实施例如反应性离子蚀刻,如图5E所示,在被处理体20的主面上形成微细图案22。最后,如图5F所示,除去残留在被处理体20的主面上的第1掩模层13,获得具有微细图案22的被处理体20,即凹凸结构体40。
此处,反应性离子蚀刻可以根据被处理体20的种类进行适当设计,例如,可举例使用氯系气体的蚀刻。作为氯系气体,可以仅使用BCl3气体,或使用BCl3气体及Cl2气体的混合气体。可以进一步在这些气体中添加Ar气体或Xe气体。为提高蚀刻速率,混合气体的气体流量的比例优选为99sccm∶1sccm~50sccm∶50sccm,更优选为99sccm∶1sccm~70sccm∶30sccm,进一步优选为99sccm∶1sccm~90sccm∶10sccm。蚀刻优选为等离子蚀刻。例如,使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子引入电压的RIE进行。例如,可举例仅使用CHF3气体,或使用CF4气体和C4F8以气体流量比例90sccm∶10sccm~60sccm∶40sccm间混合的气体,设定处理压力为0.1~5Pa的范围,并且使用电容耦合型RIE或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。此外,例如,可举例使用氯系气体的情况下仅使用BCl3,或使用BCl3及C12或者Ar以气体流量比例为95sccm∶5sccm~85sccm∶15sccm的范围内混合的气体,设定处理压力为0.1~10Pa的范围,并且,并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。进一步地,例如,举例有使用氯系气体的情况下仅使用BCl3,或使用BCl3及Cl2或者Ar以气体流量比例为95sccm∶5sccm~70sccm∶30sccm的范围内混合的气体,设定处理压力为0.1~10Pa的范围,并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。
<中间体>
为了高精度地制造微细图案22,必须经由反映微细掩模结构体16的第2掩模层12及第1掩模层13的精度的蚀刻工序。即,必须有高精度的微细掩模结构体16。高精度的微细掩模结构体16可以通过反映中间体21的第2掩模层12及第1掩模层13的精度的蚀刻进行制造。此处,中间体21的第2掩模层12及第1掩模层13的精度是通过第2积层体II的覆盖膜10的凹凸结构11的精度、第2掩模层12的配置精度、以及第1掩模层13的膜厚精度进行确保。即,为制造高精度的微细图案22,必须减少对中间体21进行的蚀刻工序中的缺陷。
蚀刻工序中的精度是由第2掩模层12及第1掩模层13的配置关系、以及后述的第2掩模层12及第1掩模层13的组成来决定,但蚀刻工序中,第2掩模层12表面上存在异物时,这些的精度确保机制被破坏。即,有必要减少蚀刻工序中的中间体21的表面(第2掩模层12的表面)的异物。
这样的异物有可能是在进行蚀刻工序之前的对中间体21的传送过程及蚀刻工序中产生。此处可确认异物发生的预期值,由前者的中间体21的传送引起的部分较高。特别地可知,从环境氛围中飞散、附着的异物可以通过进行环境洁净度的控制或静电除去等对策,大幅降低。然而,仅通过这些对策的话,不能使异物无限接近0。
此处,对异物发生的原因进行探索时,确认其经由中间体21的末端产生。即可确认,在包含被处理体20的末端的全部表面上转印赋予第2掩模层12及第1掩模层13的情况下,传送中间体21时,位于中间体21的外缘部的第2掩模层12及第1掩模层13部分破损,破损的第2掩模层12及第1掩模层13发生飞散,通过附着在中间体21的第2掩模层12面上,成为异物。
从以上的角度出发,中间体21的更优选的状态为,被处理体至少其外缘部的一部分包含露出部。即,从被处理体20的外缘部的一点A向外缘部的其他点B引线段AB时,至少点A设置于被处理体20上,从点A至点B的方向上线段AB上设置有位于第2掩模层12上的点C。换言之,被处理体20在外缘部的一部分上具有不存在第1掩模层13及第2掩模层12、其表面露出的露出部,在相比该露出部的被处理体的更内侧配置有第2掩模层12及第1掩模层13。通过这样的构成,可以抑制传送微细掩模结构体16时的、经由微细掩模结构体16的末端产生的由第2掩模层12及第1掩模层13构成的异物,提高微细图案22的精度。从同样的角度出发,设置于被处理体的外缘部的露出部的平均长度优选为1μm以上,更优选为3μm以上。另外,平均长度是对该露出部进行10点的计测,以10点的相加平均值算出。另外,上限值由被处理体20的尺寸和基于设置有微细图案22的被处理体20的用途计算的产量或产率而决定,因此没有特别限定,但大致优选为8mm以下,更优选为5mm以下,最优选为1mm以下。此外,被处理体20通过在外缘部的一部分上具有不存在第1掩模层13及第2掩模层12、其表面露出的露出部,在相比该露出部的被处理体的更内侧配置有第2掩模层12及第1掩模层13,可以更有效地抑制中间体21的传送中第2掩模层12及第1掩模层13的破损。另外,最优选为被处理体20包含如下构成,(A)外缘部的一部分上具有不存在第1掩模层13及第2掩模层12,其表面露出的露出部,(B)相比该露出部被处理体20的更内侧仅配置有第1掩模层13,(C)进一步内侧配置有第2掩模层12及第1掩模层13,同时,(B)的第1掩模层13从被处理体20的外缘部侧到(C)的第2掩模层12及第1掩模层13侧,其膜厚增加。
通过使用后述说明的第3实施方式涉及的热纳米压印装置600,调查设置于被处理体的外缘部的露出部的平均长度的影响。首先,准备第1积层体I,通过旋涂法在作为被处理体的4英寸的蓝宝石基板上将光固化性树脂成膜。然后,将第1积层体I使用第3实施方式涉及的热纳米压印装置进行贴合。接着,照射UV光,剥离第1积层体I的覆盖膜。将以本制法得到的中间体记做中间体(1)。另一方面,准备第2积层体II,使用热纳米压印装置600,贴合于作为被处理体的4英寸的蓝宝石基板上,然后,照射UV光,最后剥离覆盖膜。将以本制法制作的记为中间体(2)。测定中间体(1)及中间体(2)的、设置于被处理体的外缘部的露出部的平均长度,中间体(1)为500nm以下,中间体(2)为1.2μm。另外,观察同时使用光学显微镜和激光显微镜进行。这是因为,在中间体(1)的情况下,因使用第1积层体I,换言之使用液态的第2掩模层,第2掩模层良好地流动至被处理体20的末端。将露出部的平均长度为500nm以下的中间体(1)和露出部的平均长度为1.2μm的中间体(2)传送至干法蚀刻装置,安装于干法蚀刻装置内,然后不经处理地取出。对取出的中间体(1)及中间体(2)计数产生的颗粒数,中间体(1)产生了中间体(2)的5倍的颗粒。由上可知,通过使在被处理体的外缘部上设置的露出部的平均长度超过0,可以抑制颗粒的产生。优选为1μm以上。进一步地,对上述中间体(1)及中间体(2)进行2次干法蚀刻处理,加工被处理体20。干法蚀刻,首先,在压力1Pa、功率300W的条件下进行使用氧气的等离子蚀刻。由此,以第2掩模层12作为蚀刻掩模加工第1掩模层13,获得微细掩模结构体16。接着,使用BCl3气体及氯气的混合气体,进行使用反应性离子蚀刻装置(RIE-101iPH,萨姆克股份有限公司制造)的反应性离子蚀刻(ICP-RIE)。条件为ICP:150W、BIAS:50W、压力0.2Pa。由此,以第1掩模层13作为蚀刻掩模加工被处理体20,在被处理体20上形成微细图案22,即获得凹凸结构体40。对凹凸结构体40进行光学显微镜观察,测定微细图案22的宏观缺陷率。另外缺陷率是分别制作5片中间体(1)及中间体(2),进行观察,作为平均值算出。使用中间体(1)时,每4英寸可观察到29.6点的缺陷,另一方面,使用中间体(2)时,每4英寸只观察到6.1点的缺陷。如此可知,通过使在被处理体20的外缘部上设置的露出部的平均长度超过0,可以抑制颗粒的产生,由此可大幅降低凹凸结构体40的缺陷率。
进一步地,使用第2积层体II进行其他研究。选定玻璃化转变温度(Tg)为20℃以下的硅酮橡胶作为转动体102的表面材质,贴合时的压力按0.01MPa、0.03MPa、0.05MPa及0.1MPa进行变化,制作中间体(3)。在研究的压力范围之中,伴随制作中间体(3)时贴合时的压力升高,设置于作为被处理体的4英寸的蓝宝石基板的外缘部的露出部的平均长度增大。推定这是因为贴合时的温度被设定为105℃,热膨胀和贴合压引起第1掩模层13的残留应力的影响。具体地,按照贴合压力的顺序,设置于被处理体20的外缘部的露出部的平均长度为1.5μm、1.7μm、2.0μm及3.2μm。将得到的中间体(3)传送至干法蚀刻装置,安装于干法蚀刻装置内,然后不经处理地取出。对取出的中间体(3)计数产生的颗粒数,以已经说明的中间体(1)的颗粒数为标准,颗粒数为1/6、1/7.5、1/9及1/13。另外,通过上述研究得到的中间体(3)中,设置于被处理体20的外缘部的露出部不是设置在全部的被处理体20的外缘部,而是设置为被处理体20的外缘部的约半周~2/3周。此外,通过原子力显微镜从被处理体20的外缘部向第2掩模层侧,扫描观察该露出部,其构成为(A)露出部,(B)其次第1掩模层13,(C)最后设置有第2掩模层12。进一步地(B)第1掩模层13从露出部朝向被处理体20的内侧,该膜厚徐徐增大,在设置有第2掩模层12的阶段膜厚达饱和。此外,与中间体(1)及中间体(2)同样地,进行2次干法蚀刻处理制作凹凸结构体40,基于光学显微镜观察测定微细图案22的宏观缺陷率。另外,缺陷数是分别制作5片中间体(3),以其平均值算出。经确认,缺陷数伴随露出部的平均长度的增大,减少至每4英寸点、4.0点、2.9点、及1.9点。
另外,上述研究中记载了使用4英寸的蓝宝石基板作为被处理体的情况,但在使用2英寸的蓝宝石基板或6英寸的蓝宝石基板的情况下,也可同样观察到上述被处理体的露出部对颗粒的影响的效果的趋势。
另外,上述中间体21可通过已经说明的第2积层体II的使用方法及以下说明的本实施方式涉及的热纳米压印装置制造。特别地,通过满足本实施方式涉及的热纳米压印装置的贴合部的以下说明的线宽,提高被处理体20的露出部的可控制性,因而优选。该线宽,如同已经说明的,可通过满足贴合部中的弹性体的玻璃化转变温度Tg而容易地实现。
进一步地,为进一步高可控制性地制造上述说明的中间体21,在制造中间体21后的第2积层体II中,为制造中间体21的所使用的地方、换言之除去第2掩模层12及第1掩模层13的部分相对于水滴的接触角A,与第2积层体II的第1掩模层13面相对于水滴的接触角B的差(A-B),优选为5度以上。该情况下,可以从覆盖膜10的凹凸结构11向第1掩模层13与被处理体20的界面上施加剪切力,因此中间体21的被处理体20的露出部的可控制性提高。基于同样的效果,该接触角的差(A-B)优选为10度以上,更优选为30度以上,最优选为60度以上。
<热纳米压印装置>
接着,对本实施方式涉及的热纳米压印装置进行说明。另外,对微细图案形成用膜的详细情况进行追加说明。
本实施方式涉及的热纳米压印装置可用于热纳米压印法。热纳米压印法是指通过将表面上形成有凹凸结构的模具、特别是具有纳米尺度的凹凸结构的模具,在加热的同时贴合在被处理体上,进行按压,由此在被处理体的表面(以下也记做被处理面)转印凹凸结构的转印方法。
本实施方式涉及的热纳米压印装置,其特征在于,具有以使形成有微细图案形成用膜的纳米尺度的第1掩模层的表面与被处理体的一侧表面相对的状态,贴合所述微细图案形成用膜及所述被处理体的贴合部,所述贴合部,具有实质上以线对所述微细图案形成用膜或所述被处理体施加按压力的按压部,该按压部具有实质上以线与所述微细图案形成用膜或所述被处理体接触的转动体,所述转动体,至少其表层由玻璃化转变温度Tg为100℃以下的弹性体构成。
通过该构成,按压部所具有的转动体,实质上以线与微细图案形成用膜或被处理体相接触,不以面而以线施加按压力,因此可使按压力变小。此外,因为转动体在转动的同时按压微细图案形成用膜或被处理体,可以促进按压所引起的第1掩模层的流动,同时可以抑制外界气体的卷入,因此转印精度提高。进一步地,因为至少转动体的表层由玻璃化转变温度为100℃以下的弹性体构成,在降低热纳米压印中使用的温度的同时,可以改善按压力的均等性。其结果是可以在低温且低压下,实施高精度的热纳米压印,在抑制装置的过大化的同时,可容易地增大被处理体的尺寸。
此外,本实施方式涉及的热纳米压印装置中,所述转动体优选为截面近似正圆形的贴合用辊。
此外,本实施方式涉及的热纳米压印装置中,优选进一步具有剥离部,所述剥离部可从在所述贴合部贴合的所述微细图案形成用膜及所述被处理体上将所述覆盖膜脱模,获得表面上转印有所述第1掩模层及所述第2掩模层的所述被处理体。
接着,对于本实施方式涉及的热纳米压印装置,举例使用图1所示微细图案形成用膜I,使用平板状的无机基板、蓝宝石基板、硅基板、氮化物半导体基板或碳化硅基板作为被处理体的情况,进行说明。
(贴合部)
首先,热纳米压印装置的贴合部中,以使微细图案形成用膜的形成有第1掩模层的表面(以下也记做第1掩模层面)与被处理体的被处理面相对的状态,贴合微细图案形成用膜及被处理体。该贴合部具有实质上以线对微细图案形成用膜及被处理体施加按压力的按压部,所述按压部具有实质上以线与微细图案形成用膜或被处理体相接触的转动体。
(按压部)
按压部具有的转动体,例如,可以配置为与微细图案形成用膜的贴合有被处理体的面、即与第1掩模层面相反一侧的面相接。此外,转动体也可以配置为与被处理体的贴合有微细图案形成用膜的面、即与被处理面相反一侧的面相接。
按压部具有的转动体,可在转动的同时向微细图案形成用膜施加按压力,因此从被处理体的一个末端向另外一个末端连续地接触,可将微细图案形成用膜按压在被处理体上。其结果是可将微细图案形成用膜贴合在被处理体上,即,进行热纳米压印。
(转动体)
接着,对本实施方式涉及的按压部更详细地进行说明。按压部具有的转动体至少其表层由玻璃化转变温度(以下也记做Tg)为100℃以下的弹性体、即低Tg弹性体构成。通过这样的构成,在减少热纳米压印法所必要的温度的同时,可以减小压力,因而可以抑制装置的过大化。另外,按压部中,转动体优选为截面近似正圆形的贴合用辊。通过截面近似正圆形的贴合用辊,因贴合用辊的外周实质上不存在角,改善了低Tg弹性体的弹性变形的均等性,随之,提高了热纳米压印法所必要的温度的均等性,并且可以均等地施加压力,因此,可以有效地呈现上述效果。
弹性体的玻璃化转变温度Tg优选为60℃以下,更优选为30℃以下。Tg为60℃以下的话,因弹性变形的程度增大,实质上以线按压更为有效,可在更低温且低压下高精度地进行热纳米压印。进一步地,Tg为30度以下的话,在容易满足按压部的后述说明的线宽的同时,可使热纳米压印的热分布及按压力分布更为良好,因而优选。特别地,通过使Tg为0℃以下,因可以抑制相对第1掩模层的极度的应力集中,可以提高第1掩模层与第2掩模层的界面的粘着性,因此不仅贴合性、伴随剥离的转印性大幅提高。从同样的观点出发,最优选为-20℃以下。
作为满足这样的Tg的低Tg弹性体,例如,可举例硅酮橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚异戊二烯(天然橡胶)、聚丁二烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚苯乙烯。
此处,转动体至少其表层由如上所述的低Tg弹性体构成是指包括以下2种情况。图9是显示本实施方式涉及的转动体的一例的截面示意图。一种是转动体的最表层由低Tg弹性体构成的情况。图9A所示的转动体30,设置于非弹性体形成的芯部31的外周的最表层32由低Tg弹性体构成。图9B所示的转动体33,设置于非弹性体形成芯部34的外周的表层35由低Tg弹性体构成,设置于表层35的外周的最表层36由低弹性体构成。该情况下,表层35由上述的低Tg弹性体构成,其比构成最外层的非弹性体的厚度更厚。另外,低弹性体是指相比本说明书中的弹性体Tg更高,且Tg的绝对值为30℃以上的弹性体。
特别地,优选如图9A所示,转动体30的最表层32由低Tg弹性体构成。该情况下,相比最表层32更为内侧的层构成没有限定,可适当配置以其他的弹性体、金属、金属氧化物等构成的层或芯部31。
此外,也可在图9A所示的转动体30的最表层32的表面上进行抗静电处理或防粘合处理等。
通过使转动体30、33至少其表层由低Tg弹性体构成,可在降低热纳米压印中使用的温度的同时,改善按压力的均等性。即,可在低温且低压下,实施高精度的热纳米压印。进一步地,在抑制装置的过大化的同时,可以容易地增大被处理体的尺寸。
特别地,在低温且低压下,具体如后述说明,可以实质上以线、即具有线宽地进行按压。因此,在提高对第2掩模层的热的均等性提高的同时,可以抑制贴合中的极度的应力集中,因此可以高度确保第2掩模层与第1掩模层的界面精度。由此,从微细图案形成用膜及被处理体形成积层体(第3积层体III)上剥离覆盖膜时的转印性提高。因此,可在低温且低压下,实施高精度的热纳米压印。进一步地,在抑制装置的过大化的同时,可以容易地增大被处理体的尺寸。
此外,转动体至少其表层由低Tg弹性体构成,可发生弹性变形。通过该弹性变形,可以减小按压力。此外,即使在低温下进行热纳米压印时,因为可以促进微细图案形成用膜与被处理体的界面层的流动性,在提高转印精度的同时,不需要过大的加压装置、过大的加热装置和过大的冷却装置。
此外,转动体,例如,也可以是在转动轴的周围安装圆筒形的辊的装置。此外,如后所述,转动轴本身可为加热装置。此外,也可以是在回转轴的周围配置加热装置,在加热机构的周围安装圆筒形的辊的装置。
本实施方法中所使用的低Tg弹性体的材质,其Tg为100℃以下的话没有特别限制,例如,可以使用公知市售的橡胶和树脂等,例如,可举例硅酮橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚异戊二烯(天然橡胶)、聚丁二烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、聚二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及聚苯乙烯。作为杨氏模量(纵弹性模量),其为1MPa以上100MPa以下的话,因可以在抑制第1掩模层与第2掩模层界面的形变的同时容易地诱发转动体的弹性形变,可以提高上述说明的低温且低压下的热纳米压印的效果。基于同样的观点,更优选为4Mpa以上50Mpa以下。此外,基于同样的效果,低Tg弹性体的厚度优选为0.1mm以上10cm以下,更优选为0.5mm以上8cm以下,最优选为3mm以上1cm以下。
具有如上所述的转动体的按压部,可具有在转动转动体的同时与微细图案形成用膜或被处理体相接触的转动装置、将转动体按压在微细图案形成用膜及被处理体上的加压装置。通过这些的装置,可以在将微细图案形成用膜按压在被处理体时,实质上不以面而以线施加按压力。
(转动装置)
接着,对按压部的转动装置进行说明。具有按压部的贴合部对微细图案形成用膜和被处理体进行贴合、按压。贴合部中的微细图案形成用膜与被处理体的贴合,可以与微细图案形成用膜的传送同时进行,也可以在微细图案形成用膜的传送停止的状态下进行。
首先,与微细图案形成用膜传送同时进行的情况下,为提高热纳米压印精度,优选具有按压部的转动装置伴随微细图案形成用膜的传送同步被动地转动转动体。该情况下,转动装置可以采用如自由辊的伴随微细图案形成用膜的传送被动地转动转动体的装置,或控制转动体的转速为与微细图案形成用膜的传送速度同步的被动地转动的装置。
另一方面,在微细图案形成用膜的传送停止的状态下贴合微细图案形成用膜和被处理体时,优选转动体在以回转轴为中心转动的同时,在与被处理体的主面平行的面内,向微细图案形成用膜的流动方向或与其相反的方向移动。图10是显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中的按压部的说明图。该情况下,如图10所示,在与被处理体20的主面平行的面内,被处理体20的被处理面位置(St),与通过与转动体30的被处理面位置(St)最接近点(A)且与被处理体20的主面平行的面(Sl)的距离(X)为-(负)微细图案形成用膜的厚度(T)以上,优选为0μm以上的话,在贴合精度提高的同时,可利用弹性变形,提高低温且低压下的热纳米压印精度,因而优选。距离X优选为0μm以上,更优选为5μm以上,最优选为10μm以上。另一方面,上限值为被处理体20的厚度。另外,图10中的箭头表示转动体30的移动方向。另外,上述距离(X),在以被处理面位置(St)为基准面时,相比于被处理面位置(St),与被处理体20的该位置(St)相反一侧的面方向为正(+)。即,距离X为负(minus)是指以被处理面位置(St)为基准时,在被处理体20的厚度方向上更加远离被处理体的方向。换言之,距离X为负(minus)时,在不使微细图案形成用膜进料的状态下,将转动体30在与被处理面(St)平行的面内移动时,转动体30与被处理体20不接触。
(加压装置)
接着,对按压部的加压装置进行说明。如上所述,通过使距离(X)为-(负)微细图案形成用膜1的厚度(T)以上,可以施加由距离X及转动体的表层的材质所决定的压力(以下,第1压力),因而可以不设置特别的加压装置。但是,即使在该情况下,为了进一步提高按压力的均等性,优选设置后述说明的加压装置。
按压部中可以设置使转动体朝向微细图案形成用膜或被处理体按压的加压装置。通过该加压装置向微细图案形成用膜及被处理体施加的压力(以下记做第2压力),通过转动体的弹性变形而分散成均等的压力。因此,因提高热均等性及压力的均等性,可以提高微细图案形成用膜与被处理体的界面的力及热的均等性。特别地,设置加压装置时,可以改善如上述说明的压力的均等性。因此,可以降低压力的绝对值。由此,因为可以适宜地保持第1掩模层与第2掩模层的界面的精度,故可以提高剥离覆盖膜获得如图5C所示的中间体21时的转印精度及被处理体的加工精度。此外,可以不损失流水作业时间地减少微细图案形成用膜和被处理体之间混入的空气(气泡)。合计上述第1压力及第2压力的按压部提供的按压力,优选为0.01MPa~5MPa,更优选为0.03MPa~2MPa。
(线压)
接着,对通过如上所述的按压部,在将微细图案形成用膜按压于被处理体时,实质上以线施加按压力的机制进行说明。
图11是显示本实施方式涉及的热纳米压印装置涉及的贴合部具有的按压部的立体示意图。图11中,按压部100中,转动体102沿与微细图案形成用膜101的流动方向MD垂直的垂直方向TD、即微细图案形成用膜101的宽度方向而延伸设置。换言之,转动体102的长轴方向103平行于或实质平行于微细图案形成用膜101的宽度方向,即垂直方向TD。其结果是,转动体102的周面实质上以线与微细图案形成用膜101接触。即,可以实质上以线施加按压力。该线是指连结转动体102的一侧的端面上通过其中心O的垂线Z-a与转动体102的周面的交点A,与另一侧的端面上通过其中心O的垂线Z-b与转动体102的周面的交点B的线AB,具有后述说明的线宽。其称为实质上的线。因此,贴合微细图案形成用膜101和被处理体104时,通过转动体102不以面而以线施加压力。
另外,图11所示按压部100中,转动体102是截面近似正圆形的贴合用辊,可以是圆筒状或圆柱状的任意一种。
接着,对于“线宽”,参考图12进行说明。图12是显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中的按压部的侧面示意图。从发生弹性形变的转动体102的横方向看时,近似正圆状的端面的一部分变平坦。该形变为平坦的部分,沿转动体102的长轴方向连续,形成面。将该形变为平坦的部分视为底边。将连结该底边的边缘与端面的圆的中心O的2条的线段形成的角度作为θ,并且,圆的半径作为d时,形变为平坦的部分的长度,即线宽以2d sin(θ/2)表示。在高精度地贴合微细图案形成用膜101与被处理体104的同时,呈现上述说明的效果高精度地进行热纳米压印时的角度θ优选为1°以上60°以下。因此,本说明书中的线压是指包括线宽度是角度θ为60°以下的情况。换言之,并不仅是数学上的线,而是也包括以具有满足上述的条件的宽度的线施加压力的情况。本实施方式中,在以线施加压力的情况以外,也包括像这样以特定的线宽度施加压力的情况,定义为“实质上以线施加压力”。从进一步发挥上述效果的角度出发,角度θ优选为3度以上45度以下,更优选为5度以上30度以下。
本实施方式涉及的热纳米压印装置,通过上述说明的转动体按压微细图案形成用膜和被处理体,可以在低温且低压下进行热纳米压印。此处,为了抑制将微细图案形成用膜按压于被处理体时的、被处理体在相对其面内方向的垂直方向上的振动,提高按压时的压力的均等性,优选在被处理体的与被处理面相反一侧的面上设置被处理体保持部。
被处理体保持部只要是与被处理体的被处理面不接触的话,没有特别限定。特别地,相对被处理体的被处理面位置,微细图案形成用膜侧上突出的部位(高低差)高度为被处理体的厚度的5分之1以下的话,贴合精度提高,因而优选。最优选为不存在突出部位的状态。例如,减压卡盘(真空卡盘),可以在通过与卡盘面的接触保持被处理体的被处理面的相反一侧的面的同时,通过释放减压而使被处理体自由地脱离,因而优选。此外,从贴合时的气泡的卷入的角度出发,优选被处理体保持部在与被处理体和微细图案形成用膜不接触的位置保持被处理体。
通过被处理体保持部,固定保持被处理体,对于固定保持的被处理体的被处理面,通过上述说明的按压部贴合微细图案形成用膜的第1掩模层。此处,通过经由后述说明的贴合工序,可以进一步提高对微细图案形成用膜的被处理体的面内的贴合精度。首先,通过被处理体保持部固定与被处理体的被处理面相反一侧的面。例如,可以采用减压固定。接着,通过按压部的转动体,从被处理体的一个末端开始微细图案形成用膜的贴合。然后,仅将按压部分的转动体,在转动的同时,朝向被处理体的另一末端进行微细图案形成用膜的贴合。此处,在转动体完全通过被处理体的另一末端之前,放开被处理体的固定。例如,由被处理体保持部进行的保持为减压卡盘时,释放减压。在该状态下,将按压部的转动体在转动的同时通过被处理体的另一末端。由此,可以在包括被处理体的末端的整个面内,贴合微细图案形成用膜。
(按压加热部)
此外,本实施方式涉及的热纳米压印装置中,优选转动体及被处理体保持部的至少一方附带按压加热部。此处,导入按压加热部的目的是在按压部贴合、按压微细图案形成用膜及被处理体时,加热微细图案形成用膜与被处理体的界面。通过设置按压加热部,提高了微细图案形成用膜与被处理体的界面的温度,因此促进了第1掩模层的流动性,热纳米压印精度提高。
按压加热部附带于转动体及被处理体保持部的至少一方上。因此,也可以附带于双方上。按压加热部附带于被处理体保持部上时,被处理体保持部在固定被处理体同时,可以加热被处理体。
转动体上附带有按压加热部时,优选将按压加热部配置于位于转动体的表层的低Tg弹性体的内侧。即,转动体可由回转轴、按压加热部及低Tg弹性体构成。此处,按压加热部与回转轴可以相同,此外,例如,也可在按压加热部和低Tg弹性体之间配置热导性粘合剂等。图13是显示本实施方式涉及的热纳米压印装置中附带按压加热部的转动体的截面示意图。图13A所示的转动体41在按压加热部42的外周设置有低Tg弹性体43。图13B所示的转动体44,回转轴45的外周设置有按压加热部46,进一步其外周设置有低Tg弹性体47。
在任意一种情况下,都可以通过按压加热部42、46,加热设置于转动体41、44的表层的低Tg弹性体43、47。通过该加热,因为低Tg弹性体43、47的表面的温度上升,将微细图案形成用膜101按压在被处理体104上时,提高了微细图案形成用膜101的柔软性、特别是第1掩模层的流动性,提高了按压精度。此处,通过低Tg弹性体43、47,贴合微细图案形成用膜101与被处理体104时的热分布良好,因此,可以保持按压加热部42、46的加热温度较低。
按压加热部的加热温度,若能加热使转动体102的表面的温度为0℃以上250℃以下的范围则优选,更优选可将其加热至40℃以上150℃以下,最优选可将其加热至60℃以上130℃以下的范围。特别地,使用本实施方式涉及的热纳米压印装置的热纳米压印方法中,转动体的表面的温度(Ts)优选小于微细图案形成用膜101的覆盖膜的熔点(Tmc)的范围。使用这样的具有小于微细图案形成用膜101的覆盖膜的熔点(Tmc)的温度(Ts)的转动体的情况下,因可以良好地利用具有上述说明的Tg的低Tg弹性体的弹性形变,可以提高热纳米压印精度。即,不需要过大的加热装置。随之,不需要过大的冷却装置,成为紧凑的装置。特别地,从抑制将微细图案形成用膜101按压于被处理体104时的微细图案形成用膜101的过度形变,提高热纳米压印精度的角度出发,加热温度优选使转动体的表面的温度(Ts)为0.9Tmc以下的范围,更优选加热使其为0.6Tmc以下的范围,最优选加热使其为0.5Tmc以下的范围。另外,覆盖膜的材料与凹凸结构的材料不同时,覆盖膜的材料的熔点和凹凸结构的熔点的熔点中熔点更低一方的熔点为上述熔点(Tmc)。
接着,对本实施方式涉及的热纳米压印装置更详细地进行说明。
<第1实施方式>
图14是显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。热纳米压印装置200具有卷绕长尺寸的微细图案形成用膜101的送料辊202。送料辊202将微细图案形成用膜101以规定的速度送出。与该送料辊202成对,设置有将送出的微细图案形成用膜101卷取的卷取辊203。卷取辊203的转速和送料辊202的转速可以控制为使微细图案形成用膜101的送出速度与卷取速度同步,但为了控制微细图案形成用膜101的张力,可以使用调节辊、力矩电机或张力控制辊等,因而微细图案形成用膜101的传送机构可以根据采用的张力控制方式适当设计。另外,送料辊202及卷取辊203可以分别与驱动部连结。
在相比送料辊202为流动方向MD的下游处,设置有贴合部201。贴合部201具有按压部100,按压部100具有转动体102。关于转动体102,其如同已经说明的。第1实施方式中转动体102的表层为硅酮橡胶。另外,作为硅酮橡胶采用其玻璃化转变温度Tg为20℃以下的橡胶。此外,另外设置对贴合气氛进行除静电的除电机(未图示)。
该转动体102横跨微细图案形成用膜101的宽度方向而延伸设置。转动体102的截面形状近似正圆形。转动体102的微细图案形成用膜101的宽度方向的长度,只要比贴合微细图案形成用膜101的被处理体104的尺寸更大的话,没有特别限定。例如,2英寸多、4英寸多、6英寸多、或8英寸多。此外,为了在微细图案形成用膜101的宽度方向上配置多个被处理体104,同时将微细图案形成用膜101贴合在被处理体104上,优选转动体102横跨微细图案形成用膜101的宽度方向全体而延伸设置。第1实施方式中,以微细图案形成用膜101的宽度为2.1英寸、4.5英寸、及6.5英寸的3种类进行实施。相对任意的这些微细图案形成用膜101,转动体102的宽度方向的长度均为300mm。
通过转动体102贴合微细图案形成用膜101与被处理体104,可以与微细图案形成用膜101的传送同时进行,也可以在微细图案形成用膜101停止传送的状态下进行。第1实施方式中,微细图案形成用膜101在静止的状态下进行贴合。
微细图案形成用膜101的向被处理体104的按压,在与微细图案形成用膜101的传送同时进行的情况下,优选转动体102的转动不引起微细图案形成用膜101的传送的障碍。因此,转动体102的转动装置可以伴随微细图案形成用膜101的传送被动地转动转动体102,也可以主动地转动。特别地,伴随微细图案形成用膜101的传送被动地转动提高了贴合精度,因而优选。该情况下,转动体102的转动装置可以采用,如同自由辊的被动地转动转动体102的装置,或与微细图案形成用膜101的传送速度同步地,控制转动体102的转速的同时被动地转动的装置。
另一方面,在停止传送微细图案形成用膜101的状态下贴合微细图案形成用膜101和被处理体104时,优选转动体102在以回转轴为中心转动的同时,在与被处理体104的主面平行的面内,在与微细图案形成用膜101的流动方向MD相反的方向上或与微细图案形成用膜101的流动方向MD平行的方向上移动。
该情况下,通过满足已经说明的距离(X)的范围,可以提高贴合精度。第1实施方式中,距离(X)以负30μm、负20μm、负10μm、0μm、10μm、30μm及100μm的范围进行。另外,作为从覆盖膜的露出面到第1掩模层的表面位置的距离的微细图案形成用膜101的厚度,使用104μm。
进一步地,通过转动体102,按压微细图案形成用膜101和被处理体104时的按压力,当距离X为-微细图案形成用膜101的厚度以上时,不特别设置加压装置也可施加压力。然而,从均等地施加按压力的角度出发,优选另外设置加压装置204。从通过设置加压装置204,可以不损失流水作业时间地减少微细图案形成用膜101与被处理体140之间混入的空气(气泡)这一角度出发,优选在转动体102上设置加压装置。该贴合的按压力优选为0.01MPa~5Mpa,更优选为0.03MPa~2Mpa。
第1实施方式涉及的热纳米压印装置200的贴合部201中,通过上述说明的按压部100的转动体102按压微细图案形成用膜101和被处理体104,可以在低温且低压下进行热纳米压印。此处,为了抑制将微细图案形成用膜101按压于被处理体104时的、被处理体104在相对其面内方向的垂直方向上的振动,提高按压时的压力的均等性,优选在被处理体104的与微细图案形成用膜101相接的面的相反一侧的面上设置被处理体保持部205。
被处理体保持部205的保持机构,只要是与被处理体104的被处理面不接触的话,没有特别限定。被处理体保持部205可采用已经说明的机构。此外,保持被处理体104的方法,如同已经说明地,优选在被处理体104与微细图案形成用膜101不接触的位置保持被处理体104。另外,第1实施方式中采用减压(抽吸)卡盘。
此外,第1实施方式涉及的热纳米压印装置200中,优选转动体102及被处理体保持部205的至少一方附带按压加热部。此处,导入按压加热部的目的是通过按压部102按压微细图案形成用膜101及被处理体104时,加热微细图案形成用膜101与被处理体104的界面。通过设置按压加热部,提高了微细图案形成用膜101与被处理体104的界面的温度,因此热纳米压印精度提高。另外,第1实施方式中,在转动体102及被处理体保持部205的双方上设置有按压加热部,将转动体102的表面加热至90℃~130℃,将被处理体保持部205的表面加热至80℃~150℃的范围而实施。
在相比贴合部201处于流动方向MD的下游、相比卷取辊203处于上游处,设置有剥离部206。另外,在卷取辊203和转动体102之间,优选设置有为同时设置后述的能量射线照射部等的充分间隔。剥离部206只要可以从微细图案形成用膜101和被处理体104形成积层体207上剥离覆盖膜的话,没有特别限定。即,积层体207中,在被处理体104被固定基本不产生在相对其主面正交垂直方向上的移动的同时,从被处理体104上剥离覆盖膜。特别地,如果剥离部206可以利用微细图案形成用膜101的流动进行剥离的话,可以进一步抑制微细图案形成用膜101的扭曲,可以改善转印精度。进一步地,因为微细图案形成用膜101和某被处理体104(A)的按压,可以与微细图案形成用膜101从别的被处理体104(B)的剥离同时进行,在抑制装置的过大化的同时,可以提高流水作业时间。进一步地,优选在剥离部206中,通过改变微细图案形成用膜101的流动方向,剥离覆盖膜,可以利用如同后述的剥离用辊或剥离用端面。
另外,积层体207相当于图3B及图5A所示的第3积层体III。构成积层体207的被处理体104可以贴合在微细图案形成用膜101上,成为一个整体。
剥离部206中的剥离力至少相对被处理体104的被处理面垂直,并且包含微细图案形成用膜101的流动方向MD的成分。例如,保持并固定积层体207的被处理体104的露出的面,通过经由辊或端面改变微细图案形成用膜101的流动方向MD,可以高转印精度地剥离覆盖膜。
(剥离部)
图15是显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的由剥离部引起的覆盖膜的剥离的示意图。图15A及图15B显示通过在传送微细图案形成用膜101/被处理体104形成积层体207的同时,改变微细图案形成用膜101的流动方向MD,将覆盖膜从被处理体104上剥离的情况。被处理体104沿图中箭头A显示的方向移动。
图15A中,通过具有曲率半径为0以上的曲率的剥离用端面301,改变微细图案形成用膜101的流动方向MD。另一方面,图15B中,通过圆筒状的剥离用辊302,改变微细图案形成用膜101的流动方向MD。任何一种情况下,均通过固定装置保持被处理体104的与被处理面相反一侧的面(以下也记做露出面),固定被处理体104,提高了微细图案形成用膜101的覆盖膜的剥离时被处理体104的物理稳定性,因而优选。
图16是显示第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的由剥离部引起的微细图案形成用膜的剥离的示意图。图16A及图16B表示如下情况,积层体207静止,通过使移动用辊401及剥离用辊402形成的剥离部206,在与被处理体104的被处理面平行且与微细图案形成用膜101的流动方向MD平行的方向上移动,剥离覆盖膜。更具体地,移动用辊401如图中箭头B所示,在与微细图案形成用膜101的流动方向MD相反方向上移动。伴随该移动,剥离用辊402也在与微细图案形成用膜101的流动方向MD相反方向上移动,剥离覆盖膜。
对剥离部206中的微细图案形成用膜101的方向变化更详细地进行说明。图17是为了对第1实施方式涉及的热纳米压印装置中的剥离部处的微细图案形成用膜101的方向变化进行说明的说明图。如图17所示,通过剥离部206前的微细图案形成用膜101的流动方向MD-1形成的面、与通过剥离部206的后的微细图案形成用膜101(覆盖膜)的流动方向MD-2形成的面构成的角θ1,可定义为剥离方向的变化量。该角度θ1为剥离角。剥离角θ1优选为15度以上170度以下。其通过为15度以上,可以降低施加在第1掩模层与覆盖膜的界面上剥离应力,因此可降低指向通过热纳米压印法得到的中间体21的负荷(剥离应力),因此转印精度提高。另一方面,其通过为170度以下,降低微细图案形成用膜101的搬送涉及的负荷,因此传送精度提高。基于同样的理由,剥离角θ1优选为30度以上160度以下,最优选为60度以上160度以下。另外,通过剥离角θ1为90度以上,可以抑制装置的过大化。从设计更紧凑的装置的角度出发,剥离角θ1优选为100度以上,更优选为110度以上,最优选为125度以上。另外,通过剥离部206前的微细图案形成用膜101的流动方向MD-1形成的面、与微细图案形成用膜101的剥离前的被处理体104的被处理面大致平行。
此处,通过进一步设置可以拆卸自如地固定被处理体104的露出面的固定装置,可以改善经由剥离部206剥离时的被处理体104的物理性的平衡,因此,可以进一步抑制微细图案形成用膜101的扭曲或通过热纳米压印得到的凹凸结构的缺损。固定装置可以是例如减压卡盘、静電卡盘、握持外周缘部的装置,或本领域技术人员周知的盒式支撑(カセツト支持)方式。另外,第1实施方式中在采用减压(抽吸)卡盘的同时,以抑制静电为目的,在剥离部206的周围安装有除电机(未图示)。
通过上述说明的具有转动体102的按压部100,按压微细图案形成用膜101和被处理体104,可得到微细图案形成用膜101/被处理体104形成积层体207。此外,具有按压部100的贴合部201与剥离部206,沿着微细图案形成用膜101的流动方向MD,相互间隔地配置。即,将积层体207传送至剥离部206,在剥离部206中从积层体207上剥离微细图案形成用膜101的覆盖膜。此处,积层体207的搬送也可以通过另外设置传送积层体207的被处理体104的露出面而传送的被处理体传送装置而实现,从抑制装置的过大化的角度出发,优选利用微细图案形成用膜101的流动来传送,换言之优选微细图案形成用膜101作为被处理体104的载体膜发挥功能。
通常加工品(被处理体104)和载体(微细图案形成用膜101)通过分别的移动机构移动及传送,涉及到本实施方式,加工品可以通过载体传送而移动。即,可经历加工品和载体一体化的状态。由此,可以不需要另外设置加工品的传送机构,因此在使装置可以紧凑设计的同时,可以在从贴合部201至剥离部206之间,容易地加入任意的构成要素,例如能量射线照射部。
即,图14中,微细图案形成用膜101的与设置有转动体102侧的面相反一侧的面、即第1掩模层面上,配置有被处理体104,伴随微细图案形成用膜101的传送,同时移动被处理体104。此外,将微细图案形成用膜101以表里翻转(第1掩模层面向下)的状态传送时,在微细图案形成用膜101的上侧配置转动体102,在微细图案形成用膜101的下侧、即第1掩模层面上配置被处理体104,按压微细图案形成用膜101和被处理体104。该情况下,与微细图案形成用膜101贴合的被处理体104,可以在悬空的状态下伴随微细图案形成用膜101的传送而移动。
在微细图案形成用膜101的表面上设置有保护层时,在以贴合部201贴合微细图案形成用膜101与被处理体104前,必须除去保护层。该情况下,在相比送料辊202处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游上,可以设置从微细图案形成用膜101上剥离保护层(图4中14)的保护层剥离辊部。对于保护层剥离辊,在相比保护层剥离辊处于保护层的流动方向的下游,可以并设卷取回收保护层的保护层卷取辊。保护层剥离辊,可以设置为不具有驱动部的自由辊,也可为附带驱动部的辊,只要能从微细图案形成用膜101上剥离保护层的话,没有特别限定。另一方面,由于保护层卷取辊承担着从微细图案形成用膜101卷取回收剥离的保护层的作用,优选附带有驱动部。通过驱动部转动的保护层卷取辊的转速,为抑制保护层的扭曲或微细图案形成用膜101的扭曲、曲折等,可以基于膜张力的观点进行适当设计。此外,保护层剥离辊设置在与转动体102接近的位置上,抑制剥离保护层而露出的表面的异物的附着,其结果是,微细图案形成用膜101与被处理体104的贴合精度提高,因而优选。
上述说明的贴合部201中的微细图案形成用膜的向被处理体104贴合时,从进一步提高微细图案形成用膜101的向被处理体104的贴合精度的角度出发,可设置除电机。通过设置除电机,可以抑制在微细图案形成用膜101的第1掩模层面上、或被处理体104的被处理面上附着的颗粒,因此可以抑制对于第1掩模层的来自颗粒的应力集中,由此可以提高转印精度。
接着,对可以设置于贴合部201和剥离部206之间的任意的其他的构成要素进行说明。
(能量射线照射部)
贴合部201和剥离部206之间,可以设置能量射线照射部。能量射线照射部中,对用贴合部201得到的积层体207照射能量射线。因此,能量射线照射部,可以朝向微细图案形成用膜101照射能量射线,也可以超向被处理体104照射能量射线,也可以向这两方照射。特别地,通过至少超向被处理体104照射能量射线,可以提高微细图案形成用膜101与被处理体104间的界面强度,因而优选。
能量射线照射部可以对相对于微细图案形成用膜101的宽度方向,微细图案形成用膜101的膜宽度的至少50%以上的长度的区域、及其流动方向的一部分区域照射能量射线。特别地,若能量射线照射部可以对相对于微细图案形成用膜101的宽度方向,微细图案形成用膜101的膜宽度的至少75%以上的长度的区域照射能量射线的话,在提高生产性的同时,提高环境应对性,因而优选。更优选为85%以上。此外,从环境应对性及抑制设备过大化的角度出发,优选为150%以下,更优选为110%以下。
此处,将微细图案形成用膜101的宽度方向的长度设为W,被处理体的宽度方向的长度为w,能量射线照射部的宽度方向的照射长度为We时,以w/W<1为前提,从环境应对性及抑制过大的设备的角度出发,各个的长度的关系优选w/W<We/W≤1.5,更优选为w/W<We/W≤1.1。
能量射线可以根据构成微细图案形成用膜101的材质适当选定,因此没有特别限定,可以采用UV-LED光源、金属卤化物光源、高压水银灯光源等。此外,从能量射线照射开始到照射结束的累积光量在500mJ/cm2~5000mJ/cm2以下的范围的话可以提高热纳米压印的转印精度,因而优选。更优选为800mJ/cm2~2500mJ/cm2。进一步地,在后述说明的连续的贴合的情况下,可以在微细图案形成用膜101的流动方向上设置多台能量射线照射机构。该情况下,可以使全部能量射线照射机构的能量射线源相同,此外,也可以设置能量射线光谱不同的能量射线照射机构。此外,在后述说明的间歇性贴合的情况下,能量射线的照射范围优选为被处理体的100%以上,考虑能量射线的照射范围内的照度分布的话,更优选为150%以上。
(积层体加热部)
可以在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的上游,并且相比能量射线照射处于流动方向MD的下游处,设置加热积层体207的积层体加热部。通过设置积层体加热部,提高了微细图案形成用膜101与被处理体104的界面强度,因此热纳米压印精度提高。积层体加热部的加热温度,可以根据微细图案形成用膜101的特性适当选定,因此没有特别限定,若其小于微细图案形成用膜101的熔点(Tmc)的话,在可以抑制装置的过大化的同时,提高热纳米压印精度,因而优选。特别地,被处理体104的加热温度优选可以加热至30℃~200℃的范围,更优选为60℃~130℃。加热温度从微细图案形成用膜101的传送的角度出发,大致优选为Tmc的0.6倍以下。在这样的加热条件下进行积层体207的加热。
(冷却部)
进一步地,可以在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的上游,并且相比积层体加热部处于流动方向MD的下游处,设置冷却积层体207的冷却部。通过设置冷却部,可以提高剥离覆盖膜时的剥离性。此处,第1实施方式涉及的热纳米压印装置200中,冷却部相对于微细图案形成用膜101的流动方向MD,与贴合部201相间隔而设置。进一步地,第1实施方式中,因为可以采用如上所述的转动体102,要保持热纳米压印所必须的较低温度。因此,可以抑制冷却部的过大化。冷却部为可对积层体207吹拂空气的程度即可。冷却部通过至少将被处理体104的温度至120℃以下,可以改善剥离性,因而优选。可以根据微细图案形成用膜101的特性根据,决定最适合的被处理体104的冷却后的温度,大致优选为5℃以上60℃以下,更优选为18℃以上30℃以下。
接着,对可设置在相比贴合部201处于流动方向MD的上游的任意的其他的构成要素进行说明。
(传送部)
在相比贴合部201处于流动方向MD的上游处,可以设置传送部。此处,传送部可以取出储存的被处理体104,将被处理体104传送至贴合部201的转动体102的位置。传送部也可以作为贴合时的被处理体104的被处理体保持部发挥功能。此处,传送部中的被处理体104的固定优选通过可以拆卸自如地固定被处理体104的露出面的固定装置进行。固定装置可以是例如减压卡盘、静電卡盘、握持外周缘部的装置,或本领域技术人员周知的盒式支撑方式。
(前处理部)
在相比传送部处于流动方向MD的上游侧,可以设置前处理部。前处理部中可以将被处理体的主面、即被处理面进行前处理。作为前处理部,例如,可举例UV-O3处理机构、准分子处理机构、氧灰化机构、硅烷偶联剂材料膜成膜机构及树脂层成膜机构。特别地,通过采用UV-O3处理机构或准分子处理机构,可以抑制设备的过大化。
接着,对可设置在相比剥离部处于流动方向MD的下游的任意的构成要素进行说明。
(回收部)
在相比剥离部处于流动方向MD的下游侧,可以设置回收部。回收部回收剥离部之上的从微细图案形成用膜101剥离的被处理体104。该回收部,可以在保持被剥离了微细图案形成用膜101的被处理体104的同时,传送至后续的处理装置或暂时保管装置。经由回收部的被处理体104的保持,可以通过握持被处理体104的外周缘部,或支撑被处理体104的与贴合微细图案形成用膜101的面相反一侧的面、即露出面而实现。此外,作为回收部,也可以采用本领域技术人员公知的盒式支撑方式。
(能量射线照射部、加热部、冷却部)
在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游、并且相比回收部处于上游处可以设置能量射线照射部。通过能量射线照射部可以对被剥离了微细图案形成用膜101,表面上转印有凹凸构造的被处理体104、即相当于图5C显示的微细掩模结构体16,照射能量射线,由此可以使被处理体104稳定化,提高其在后续处理中的适用度和保存稳定性。另外,代替能量射线照射部而设置加热部也可以获得同样的效果。另外,设置加热部时,可以在相比加热部处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游、且相比回收部处于上游处设置冷却部。此外,相比剥离部处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游、相比回收部处于上游处,可以以能量射线照射部、加热部、冷却部的顺序进行设置。
另外,上述第1实施方式中与微细图案形成用膜101的第1掩模层表面直接相接触的辊,使用其表面进行过镜面加工的辊。
<第2实施方式>
图18是显示第2实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。以下的说明中,对于与第1实施方式说明的物品具有相同构成的部件,表示相同的符号,省略说明。
第2实施方式涉及的热纳米压印装置300中,与第1实施方式不同,具有切断部501。
(切断部)
如图18所示,在相比贴合部201处于流动方向MD的下游、相比卷取辊203处于上游处,设置有切断部501。另外,优选在转动体102与切断部501之间,或卷取辊203与切断部501之间,设有充分的间隔,以便并设能量射线照射部等任意的构成要素。
切断部501对于贴合有微细图案形成用膜101的被处理体104、即对于积层体207,将位于相比被处理体104的外周更外侧的微细图案形成用膜101完全地或部分地裁断。图19是显示第2实施方式涉及的热纳米压印装置中切断部的裁断位置的平面示意图。如图19所示,对于由微细图案形成用膜101/被处理体104形成的积层体207,将相比被处理体104的外周更外侧通过切断部501裁断。图19中的点划线显示裁断位置502。
此处,裁断可以使微细图案形成用膜101与积层体207完全分离,在设定于相比被处理体104更外侧的裁断位置502处完全地切除微细图案形成用膜101。此外,也可以使微细图案形成用膜101与积层体207不分离,在裁断位置502处部分地裁断微细图案形成用膜101。例如,图19所示的裁断位置502的外侧的微细图案形成用膜101a,和裁断位置502的内侧的构成积层体207的微细图案形成用膜101b可以裁断为部分相连。例如,可以采用裁断为穿孔洞形状的方法,或裁断为裁断位置502的外侧的微细图案形成用膜101a与内侧的微细图案形成用膜101b有一处以上保持相连而其它部分裁断的方法等。
从裁断后的微细图案形成用膜101的传送精度的角度出发,图19所示微细图案形成用膜101的宽度方向的裁断宽度(I)和微细图案形成用膜101的宽度(W)优选满足I<W的关系,更优选满足I≤0.99W,最优选满足I≤0.95W。
图19中示意地描绘了经由切断部501的裁断形状为圆形,但裁断形状可采用n边形(n≥3)或圆角的n边形(n≥3)。另外,n为无限大时为圆形。特别地,从裁断性和通过切断部501后的微细图案形成用膜101的传送精度的角度出发,优选以相对于微细图案形成用膜101的流动方向MD平行的线为中心的线对称的裁断形状。
切断部501至少有切断微细图案形成用膜101的裁断刃部501a和支撑积层体207的支撑部501b构成。裁断刃部501a位于积层体207的被处理体104的上方,沿与微细图案形成用膜101的流动方向MD垂直的方向(上下方向)移动。此外,支撑部501b从微细图案形成用膜101的下方支撑积层体207,特别地,抑制积层体207在与微细图案形成用膜101的流动方向MD垂直的方向上的振动。裁断刃部501a可以朝向以支持部501b支撑的积层体207移动,进行裁断。
经由贴合部201得到的积层体207被传送至切断部501进行裁断。此处,通过切断部501将微细图案形成用膜101在裁断位置502完全裁断时,因裁断位置502的外侧的微细图案形成用膜101a与构成被裁断的积层体207的微细图案形成用膜101b不相连,必须通过另外设置的传送部(未图示),传送积层体207。
另一方面,通过切断部501在裁断位置502进行部分裁断时,裁断位置502的外侧的微细图案形成用膜101a与构成被裁断的积层体207的微细图案形成用膜101b部分地相连。这个微细图案形成用膜101a与微细图案形成用膜101b相连的部分称为连接部。因为保留该连接部,伴随被裁断的微细图案形成用膜101a的传送,积层体207也移动。另外,第2实施方式中设置有连接部时,使连接部的宽度为2mm以下,连接部的数目按4个和2个的两种进行实施。
此处,从贴合部201至切断部501之间,积层体207的传送也可以通过另外设置固定积层体207的被处理体的固定装置而实现。但是,从抑制装置的过大化的角度出发,优选利用微细图案形成用膜101的流动而传送、换言之如第1实施方式所说明的微细图案形成用膜101发挥作为被处理体的载体的功能。
与第1实施方式同样地,第2实施方式涉及的热纳米压印装置300中也可以在贴合部201和切断部501之间,加入能量照射部、积层体加热部及冷却部。此外,在相比贴合部201处于流动方向MD的上游处,可以加入传送部及前处理部。
(分离部)
进一步地,第2实施方式涉及的热纳米压印装置300中可以代替第1实施方式中的剥离部206设置分离部。
通过切断部501将积层体207的微细图案形成用膜101在裁断位置502部分地裁断的情况下,因为切下积层体207的微细图案形成用膜101a与积层体207的微细图案形成用膜101b之间存在连接部,部分地相连,伴随微细图案形成用膜101的传送,积层体207也移动。即,如图18所示,通过在相比切断部501处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游设置分离部503,可以分离微细图案形成用膜101a和积层体207。
分离部503只要能分离微细图案形成用膜101a和积层体207的话,没有特别限定。即,分离部503中,在将积层体207垂直方向的移动基本固定的同时,从微细图案形成用膜101a上分离积层体207。特别地,其为可以利用被传送的微细图案形成用膜101a的流动而分离的分离部503的话,可以在进一步抑制微细图案形成用膜101a的扭曲的同时,抑制指向积层体207的微细图案形成用膜101b与被处理体104的界面的集中应力。进一步地,因为可以将贴合部201中微细图案形成用膜101和某被处理体104(A)的按压,与分离部503中的微细图案形成用膜101从别的被处理体104(B)的分离同时进行,在抑制装置的过大化的同时,可以提高流水作业时间。
进一步地,优选在分离部503中,通过改变微细图案形成用膜101a的流动方向MD,分离积层体207,可以利用如同后述的分离用辊或分离用端面。例如,通过保持(固定)积层体207的被处理体104的露出面,通过分离用端面或分离用辊改变微细图案形成用膜101a的流动方向MD,可以高精度地分离积层体207。
分离部503,具体地也可与参考第1实施方式中图15及图16说明的剥离部206同样的构成。
分离部503中部分地被裁断的微细图案形成用膜101的方向改变,可以将用第1实施方式中图17进行说明的剥离角θ1,替换为分离角θ1进行定义。即,如图17所示,通过分离部503前的微细图案形成用膜101的流动方向(MD-1)形成的面、与通过分离部503的后的微细图案形成用膜101的流动方向(MD-2)形成的面构成的角θ1,可定义为分离方向的变化量。该角度θ1为分离角。分离角θ1优选为15度以上170度以下。其通过为15度以上,可以减小施加于积层体207的微细图案形成用膜101和被处理体104的界面上的分离应力,提高热纳米压印法的转印精度。另一方面,其通过为170度以下,降低微细图案形成用膜101的搬送涉及的负荷,因此传送精度提高。基于同样的理由,分离角θ1优选为30度以上160度以下,最优选为60度以上160度以下。另外,通过分离角θ1为90度以上,可以抑制装置的过大化。从设计更紧凑的装置的角度出发,分离角θ1优选为100度以上,更优选为110度以上,最优选为125度以上。另外,通过分离前的微细图案形成用膜101的流动方向(MD-1)形成的面、与微细图案形成用膜101的剥离前的被处理体104的被处理面大致平行。
在相比切断部501或分离部503处于流动方向MD的下游处,可以与第1实施方式同样地设置回收部。进一步地,相比回收部处于流动方向MD的下游处,可以第1实施方式同样地,设置能量射线照射部、加热部及冷却部。
<第3实施方式>以下,对第3实施方式涉及的热纳米压印装置参考附图更详细地进行说明。第3实施方式涉及的热纳米压印装置与第1实施方式涉及的热纳米压印装置200同样地具有剥离部206。对于与上述实施方式同样构成的部件,标记相同的符号而省略说明。
图20是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。第3实施方式涉及的热纳米压印装置600具有卷绕长尺状的微细图案形成用膜101的送料辊202。送料辊202将微细图案形成用膜101以规定的速度送出。与该送料辊202成对地,设置有将送出的微细图案形成用膜101卷取的卷取辊203。
另外,上述第2实施方式中,和第1实施方式同样地,与微细图案形成用膜101的第1掩模层表面直接相接触的辊,使用其表面进行过镜面加工的辊。
(保护层的剥离)
微细图案形成用膜101上设置有保护层601时,相比送料辊202处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游处,可设置从微细图案形成用膜101上剥离保护层601的保护层剥离辊部602。在送料辊202的附近设置调节辊时,保护层剥离辊部602可在相比调节辊处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游设置。保护层剥离辊部602中,可以在保护层601的流动方向的下游,并设卷取回收保护层601的保护层卷取辊603。保护层剥离辊部602,可以是不具有驱动部的自由辊,也可以是附带驱动部的辊,只要能从微细图案形成用膜101上剥离保护层601的话,没有特别限定。另一方面,由于保护层卷取辊603承担着从微细图案形成用膜101卷取回收剥离的保护层601的作用,故优选附带有驱动部。通过驱动部转动保护层卷取辊603,可以与从送料辊202送出的微细图案形成用膜101的速度同步,为了抑制微细图案形成用膜101的扭曲或曲折这样的传送不良,可以在保护层卷取辊603的驱动中使用力矩电机或在保护层卷取辊603和保护层剥离辊部602之间设置调节辊,进行微细图案形成用膜101的张力控制。通过设置力矩电机或调节辊,可以对保护层601施加固定的张力。此外,保护层剥离辊部602设置在与贴合部201的转动体102接近的位置上的话,抑制剥离保护层601而露出的微细图案形成用膜101的表面的异物的附着,其结果是,微细图案形成用膜101与被处理体104的贴合精度提高,因而优选。
如图20所示,微细图案形成用膜101上存在保护层601时,在相比保护层剥离辊部602处于流动方向MD的下游,设置有被处理体保持部205。在微细图案形成用膜101不具有保护层601时,在相比送料辊202处于流动方向MD的下游,可以设置被处理体保持部205。
此处,优选通过被处理体保持部205保持的被处理体104的被处理面、和相比转动体102处于流动方向MD的上游的微细图案形成用膜101的第1掩模层面为倾斜。更具体地,使用图21进行说明。图21是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置中贴合部处的微细图案形成用膜与被处理体的关系的示意图。如图21所示,将微细图案形成用膜101从送料辊202送出。在相比送料辊202的下游,配置有引导辊701、调节辊702、引导辊703。微细图案形成用膜101通过引导辊703改变流动方向MD。进一步地,通过位于相比引导辊703处于下游处的转动体102改变流动方向MD。即,引导辊703与转动体102之间,微细图案形成用膜101与被处理体104为相互不平行的状态。通过制造这样的状态,使用转动体102,可以抑制贴合微细图案形成用膜101和被处理体104时气泡的卷入。此处,引导辊703与转动体102之间,在与被处理体104的被处理面平行的面内,微细图案形成用膜101的第1掩模层面与被处理体104的被处理面形成的角度θ2,大于0度且80度以下的话,贴合性提高,因而优选。更优选为0.1度以上60度以下,最优选0.2度以上30度以下。
(间歇性贴合、连续性贴合)
通过转动体102,贴合及按压微细图案形成用膜101的第1掩模层面和被处理体104的被处理面时,微细图案形成用膜101的传送停止。微细图案形成用膜101的传送停止,转动体102在与流动方向MD相反方向上、且在与被处理体104的被处理面平行的面内移动。由此,贴合通过被处理体保持部205固定的被处理体104和微细图案形成用膜101。然后,重开微细图案形成用膜101的传送。此处,与微细图案形成用膜101的传送的重开几乎同时,或在重开之前,从被处理体保持部205上拆卸被处理体104。即,通过微细图案形成用膜101的传送重开,通过微细图案形成用膜101传送被处理体104。接着,微细图案形成用膜101上的被处理体104通过转动体102的初期位置之后,转动体102恢复初期位置。
或者,贴合后,转动体102恢复至初期位置,然后,重开微细图案形成用膜101的传送。此处,与微细图案形成用膜101的传送的重开几乎同时,或在重开之前,从被处理体保持部205上拆卸被处理体104。即,通过微细图案形成用膜101的传送重开,通过微细图案形成用膜101传送被处理体104。
如上述说明,通过在微细图案形成用膜101的传送重开前,从被处理体保持部205上拆卸被处理体104,微细图案形成用膜101的对于包含被处理体104的末端的面内的贴合精度提高,因而优选。更具体地,首先,通过被处理体保持部205固定被处理体104的被处理面的相反一侧的面。例如,可以采用减压固定。接着,通过按压部100的转动体102,从被处理体104的一个末端开始微细图案形成用膜101的贴合。然后,仅将按压部分的转动体102,在转动的同时,朝向被处理体104的另一末端进行微细图案形成用膜101的贴合。此处,在转动体102完全通过被处理体104的另一末端之前,放开被处理体的固定。例如,经由被处理体保持部205的保持为减压卡盘时,释放减压。在该状态下,将转动体102在转动的同时通过被处理体104的另一末端。由此,可以在包括被处理体104的末端的整个面内,贴合微细图案形成用膜101。
如上述说明的间歇性贴合,以下称为间歇性贴合。另外,对于微细图案形成用膜101的被处理体104的贴合及按压,不止是上述的间歇性贴合,也可以进行连续性贴合。连续性贴合是指微细图案形成用膜101的传送在各工序中不停止,微细图案形成用膜101向被处理体104的贴合连续地进行的情况。连续性贴合通过固定或移动转动体102的位置,使被处理体保持部205在微细图案形成用膜101的流动方向MD上移动而进行。
间歇性贴合或连续性贴合的任意一种情况下,均优选转动体102以回转轴为中心转动。该情况下,转动体102与被处理体104的关系优选满足已经参考图10进行说明的距离X的范围。
转动体102相对被处理体104的被处理面平行地移动,贴合及按压微细图案形成用膜101和被处理体104。微细图案形成用膜101的向被处理体104的贴合为间歇性贴合时,在被处理体保持部205为静止的状态下,转动体102在与微细图案形成用膜101的流动方向MD平行且相反的方向上移动。此时,通过转动体102贴合及按压被处理体104的被处理面和微细图案形成用膜101。然后,被处理体104从被处理体保持部205脱离,与微细图案形成用膜101成为一体被传送。即,微细图案形成用膜101作为被处理体104的载体发挥功能。接着,微细图案形成用膜101上的被处理体104通过转动体102的初期位置之后,转动体102恢复初期位置。
此外,微细图案形成用膜101的向被处理体104的贴合为连续性贴合的情况下,将转动体102固定,或,使其在与微细图案形成用膜101的流动方向MD相反的方向上移动。前者的情况下,被处理体保持部205的移动速度与微细图案形成用膜101的传送速度同步,微细图案形成用膜101的传送速度成为贴合·按压速度。另一方面,后者的情况下,微细图案形成用膜101的传送速度与转动体102的移动速度的相对速度差成为微细图案形成用膜101的贴合·按压速度,可以通过微细图案形成用膜101的传送速度提高该贴合·按压速度。此外,在微细图案形成用膜101的向被处理体104的贴合为连续性贴合的情况下,后述的剥离部206中的剥离速度,与微细图案形成用膜101的传送速度相同,因此,在贴合·按压速度需要比剥离速度更为高速的情况下有效。
转动体102之上,微细图案形成用膜101与被处理体104的被处理面为对面的状态、并且相互接触的状态。该状态下,通过转动体102的移动,微细图案形成用膜101及被处理体104被夹在转动体102和被处理体保持部205之间,施加压力的状态。其结果是,微细图案形成用膜101及被处理体104被贴合·按压。
作为转动体102的加压装置,可以是如图20所示加压装置204,将转动体102从下方朝向微细图案形成用膜101按压,也可以是通过被处理体保持部205将被处理体104及微细图案形成用膜101从上方朝向转动体102按压,也可以是这两者。
进一步地,转动体102和被处理体保持部205的至少一方附带有按压加热部(未图示)。
此外,通过转动体102按压微细图案形成用膜101和被处理体104时,参考图12而说明的角度θ为1度以上60度以下的话,在低温且低压下的热纳米压印精度提高,因而优选。第3实施方式中,角度θ被设定为1度以上10度以下。
进一步地,转动体102也可以在不影响微细图案形成用膜101的传送的程度下,连结降低转动体102的转动摩擦的转动补助部(未图示)。转动补助部为例如,与转动体102的回转轴连结的轴承。
在相比贴合部201处于流动方向MD的下游、相比卷取辊203处于上游处,在能并设后述的能量射线照射部的充分的间隔中,设置有剥离部206。剥离部206具有剥离用辊604。剥离用辊604横跨微细图案形成用膜101的宽度方向全体而延伸设置。此外,剥离用辊604的截面形状为近似正圆形。剥离用辊604的微细图案形成用膜101的宽度方向的长度,只要相比剥离微细图案形成用膜101的积层体207的尺寸、即被处理体104的尺寸更大的话,没有特别限定。特别地,为了在微细图案形成用膜101的宽度方向上配置多个被处理体104,同时将微细图案形成用膜101从积层体207上剥离,优选剥离用辊604横跨微细图案形成用膜101的宽度方向的全体而延伸设置。进一步地,剥离用辊604的微细图案形成用膜101的宽度方向上的长度,优选为贴合部201的微细图案形成用膜101的宽度方向上的长度以上。特别地,从抑制设备过大化的角度出发,优选剥离用辊604的微细图案形成用膜101的宽度方向上的长度,与贴合部201的微细图案形成用膜101的宽度方向上的长度大致等同。
此外,剥离用辊604伴随微细图案形成用膜101的传送被动地转动可提高贴合精度,因而优选。剥离用辊604的转动机构,可以采用经由自由辊的转动机构,或与微细图案形成用膜101的传送同步、即与送料辊202或卷取辊203的由驱动部引起的转动同步的转动机构。
此外,剥离用辊604可以是例如在回转轴的周围安装圆筒形的装置,该辊的表面的材质没有特别限定,从改善剥离的精度的角度,优选树脂或橡胶等弹性体。
此外,剥离用辊604可以与固定被处理体104的固定装置605并设。固定装置605可固定被处理体104的与被处理面相反一侧的露出面。
剥离部206中,如参考图17而说明地,剥离角θ1为15度以上170度以下的话,可降低指向通过热纳米压印法得到的凹凸结构的负荷(剥离应力),降低微细图案形成用膜101的传送涉及的负荷,因而优选。第3实施方式中,剥离角θ1被设定为95度以上150度以下的范围。
转动体102及剥离部206之间,设置有能量射线照射部610。能量射线照射部610设置于被处理体104侧,朝向被处理体104照射能量射线。
此处,能量射线可以根据构成微细图案形成用膜101的材质适当选定,因而没有特别限定,第3实施方式中选定UV-LED光源,从开始照射能量射线至照射结束为止的累积光量为800mJ/cm2~2000mJ/cm2的范围。
在相比送料辊202处于流动方向MD的下游侧,可以设置前处理部(未图示)。前处理部中可以对用被处理体保持部进行保持的被处理体104的被处理面进行前处理。
另一方面,在相比剥离部206处于流动方向MD的下游处,可以设置上述说明的回收部(未图示)。第3实施方式中,固定装置605可同时作为回收部。即,剥离部206中将微细图案形成用膜101从被处理体104上剥离时,通过固定装置605固定被处理体104的露出面,剥离覆盖膜之后,通过固定装置605保持被处理体104,移动固定装置605而被处理体回收104。
进一步,可以在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的上游,且相比能量射线照射部610处于下游处,设置积层体加热部611。通过设置积层体加热部611,可使微细图案形成用膜101与被处理体104的界面稳定化。积层体加热部611的加热温度,如上所述,优选可使被处理体104的加热温度加热至30℃~200℃的范围。第3实施方式中,设定加热温度为使被处理体104的温度在80℃以上130℃以下的范围内。
进一步地,在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的上游、并且相比积层体加热部611处于下游处,设置冷却部612。通过设置冷却部612,可以提高微细图案形成用膜101的剥离性。冷却部612中,如同已经说明地,通过至少将被处理体104的温度至120℃以下,可以改善剥离性,因而优选。第3实施方式中,通过吹拂风使该温度冷却至30℃以下。
另外,在相比剥离部206处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游、并且相比回收部处于上游处可以设置未图示的其他能量射线照射部。通过其他能量射线照射部,可以稳定化被处理体104的表面上通过热纳米压印转印的凹凸结构,提高转印后续的处理中的凹凸结构的适用度和保存稳定性等。另外,代替其他能量射线照射部,设置其他加热部也可以获得同样的效果。
图22是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图22所示,第3实施方式涉及的热纳米压印装置600中可具有剥离用端面620,代替剥离用辊604。
图23是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。图23表示,将如图20所示的第3实施方式涉及的热纳米压印装置600改变为,使微细图案形成用膜101的第1掩模层面朝向下方,使被处理体104相对微细图案形成用膜101从下方相对,进行贴合的构成。
图24是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图24所示,将图22所示的第3实施方式涉及的热纳米压印装置600改变为,使微细图案形成用膜101的第1掩模层面朝向下方,使被处理体104相对微细图案形成用膜101从下方相对,进行贴合的构成。
图25是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图25所示,第3实施方式涉及的热纳米压印装置600中可具有移动用辊631及剥离用辊632,代替剥离用辊604。
经由移动用辊631及剥离用辊632的微细图案形成用膜101的剥离,如参考图16A及图16B而进行的说明。
图26是显示第3实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图26所示,将图25所示的第3实施方式涉及的热纳米压印装置600改变为,使微细图案形成用膜101的第1掩模层面朝向下方,使被处理体104相对微细图案形成用膜101从下方相对,进行贴合的构成。
第3实施方式中,与第1实施方式及第2实施方式同样地,与微细图案形成用膜的第1掩模层表面直接接触的辊优选为其表面进行过镜面加工的辊。此外,贴合部中为抑制静电可以设置除电机。同样地,剥离部206中也可以设置除电机。
(热纳米压印方法)
对使用由如上所述构成形成的第3实施方式涉及的热纳米压印装置600的热纳米压印方法进行说明。
首先,从送料辊202传送出微细图案形成用膜101,通过卷取辊203进行卷取,可以以保护层剥离辊部602、贴合部201的顺序传送微细图案形成用膜101。
在保护层剥离辊部602中将保护层601从微细图案形成用膜101上剥离,卷取、回收至保护层卷取辊603。
另一方面,将被处理体104从存储库(未图示)中输出。被处理体104也可通过前处理部(未图示)在被处理体104的被处理面上进行前处理。第3实施方式中可以依次进行UV-O3处理、吹气及除电处理。
接着,被处理体104通过被处理体保持部205进行保持。第3实施方式中通过减压吸附进行保持。接着,被处理体104通过被处理体保持部205被传送至转动体102的前方。第3实施方式中,被处理体保持部205具有减压吸附装置205a,该减压吸附装置205a以朝向上方的状态在被处理保持部205之上配置吸附固定被处理体104。接着,通过被处理体保持部205的移动及上下颠倒地转动,将被处理体104传送至转动体102的前方,停止。此时,被处理体104的被处理面与微细图案形成用膜101为互不接触地具有倾斜地相对的状态。
然后,转动体102在与微细图案形成用膜101的流动方向MD相反方向上移动,或,微细图案形成用膜101在被传送的状态下,被处理体保持部205以与微细图案形成用膜101的传送速度相同的速度移动。由此,通过被处理体保持部205与转动体102,夹有被处理体104和微细图案形成用膜101。
接着,微细图案形成用膜101承受转动体102的按压力,相对被处理体104被按压。此时,微细图案形成用膜101的表面与被处理体104的表面呈相互面对面的状态。第3实施方式中,通过转动体102按压微细图案形成用膜101和被处理体104时,参考图12而说明的角度θ设定为1度以上10度以下。
此时,被处理体104通过按压加热部被加热。第3实施方式中,被处理体保持部205及转动体102的双方均附带按压加热部,通过该按压加热部,被处理体保持部205的与被处理体104相接的面及转动体102的表面的温度被加热至60度~130度的范围。
此处,通过按压加热部被加热的被处理体104上,在用转动体102实质上以线施加压力的同时,贴合及按压微细图案形成用膜101和被处理体104,可在低温且低压下良好地进行热纳米压印。
其结果是,通过经由贴合部201中的转动体102的贴合及按压,得到由微细图案形成用膜101/被处理体104构成的积层体207。
贴合及按压完成的话,被处理体保持部205松开被处理体104,通过微细图案形成用膜101的传送,将积层体207移动至能量射线照射部610。
接着,将积层体207通过微细图案形成用膜101的传送,传送至能量射线照射部610的照射区域,照射能量射线。能量射线的照射,在间歇性贴合的情况下,在能量射线照射部610的照射区域下通过使微细图案形成用膜101静止而进行。另一方面,连续性贴合的情况下,通过传送微细图案形成用膜101,向积层体207照射能量射线。
第3实施方式中,朝向被处理体104照射能量射线。此外,作为光源选定具有365nm的中心波长的UV-LED光源,累积光量设定为800mJ/cm2~2000mJ/cm2。
接着,通过传送微细图案形成用膜101,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至积层体加热部611。积层体加热部611在第3实施方式中,设定为使被处理体104的温度为80℃以上130℃以下的范围。
此外,第3实施方式中,将积层体207夹在一对平板(未图示)中,通过同时加热各平板,进行积层体207的加热。
接着,通过传送微细图案形成用膜101,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至积层体冷却部612。第3实施方式中,通过吹拂风使积层体207的温度冷却至30℃以下。
进一步地,通过传送微细图案形成用膜101,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至剥离部206。通过该剥离部206,从积层体207上剥离覆盖膜。
间歇性贴合的情况下,利用图25及图26说明的、剥离部206具有移动用辊631及剥离用辊632的热纳米压印装置600。即,积层体207的被处理体104的露出面通过固定装置605吸附保持,积层体207和微细图案形成用膜101处于静止状态,通过移动用辊631,如图中箭头B所示,向与微细图案形成用膜101的输送方向MD相反方向移动,剥离用辊632也同样地移动,从积层体207上剥离覆盖膜。然后,以卷取辊203卷取微细图案形成用膜101。
另一方面,在连续性贴合的情况下,利用例如使用图23及图24说明的、剥离部206具有剥离用端面620的热纳米压印装置600。即,用固定装置605吸附保持积层体207的被处理体104的露出面,以与微细图案形成用膜101传送速度相同的速度、且在与微细图案形成用膜101的送出方向MD平行的方向上移动固定装置605。另一方面,微细图案形成用膜101以剥离用端面620改变流动方向MD。由此,积层体207中,被处理体104被从微细图案形成用膜101上剥离。被处理体104维持通过固定装置605保持的状态移动至回收部621。另一方面,以卷取辊203卷取微细图案形成用膜101。
像这样,剥离部206中,从积层体207上剥离覆盖膜,得到带有通过热纳米压印转印赋予凹凸结构的被处理体104、即、图5C所示中间体21。
另外,第3实施方式中,在间歇性贴合的情况下,通过微细图案形成用膜101的传送移动至剥离部206的正前方的积层体207,伴随微细图案形成用膜101传送的停止而静止。接着,固定装置605移动至被处理体104的正上方为止,接着朝向被处理体104下降,减压固定被处理体104。
最后,通过回收部回收带有第1掩模层及第2掩模层的被处理体104。图20、图23、图25及图26所示的热纳米压印装置600中,固定装置605同时作为回收部使用。
以上是对第3实施方式进行说明,各构成要素的配置,在直线性配置之外,通过配置为圆形,可以抑制装置的过大化。
<第4实施方式>
以下,对第4实施方式涉及的热纳米压印装置参考附图详细地进行说明。图27是显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。对于与上述实施方式相同构成形成的部件,标记相同的符号而省略说明。
第4的实施方式涉及的热纳米压印装置800的特征在于具有使用图18说明的切断部501。
热纳米压印装置800具有卷绕长尺寸的微细图案形成用膜101的送料辊202。送料辊202将微细图案形成用膜101以规定的速度送出。与该送料辊202成对地,设置有将送出的微细图案形成用膜101卷取的卷取辊203。卷取辊203的微细图案形成用膜101的卷取机构如同第2实施方式所说明。
微细图案形成用膜101上设有保护层601时,在相比送料辊202处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,与上述的实施方式所说明同样地,可以设置保护层剥离辊部602及保护层卷取辊603。
在相比保护层剥离辊部602进一步处于流动方向MD的下游处,设置有贴合部201。贴合部201与上述的第3实施方式同样地,具有含有转动体102及加压装置204的按压部100。此外,保护层剥离辊部602及贴合部201之间,设置有被处理体保持部205。被处理体保持部205的保持机构,可以采用与上述的第3实施方式中说明同样的机构。
此处,在相比贴合部201处于流动方向MD的上游中,通过被处理体保持部205保持的被处理体104的被处理面与微细图案形成用膜101优选具有与上述的第3实施方式所说明的同样的倾斜。
经由转动体102的微细图案形成用膜101的凹凸结构面与被处理体104的被处理面的贴合及按压,不论是间歇性贴合或连续性贴合,均可以与上述的第3实施方式说明同样地进行。
此外,转动体102和被处理体保持部205的至少一方,可以与第3实施方式和同样地设置按压加热部(未图示)。第4的实施方式中,与第3实施方式同样地,可以在转动体102及被处理体保持部205两方均设置按压加热部。
此外,也可以将被处理体104从存储库(未图示)取出,通过前处理部(未图示)对被处理体104的被处理面进行前处理。第4实施方式中,依次进行准分子处理、吹风及除静电处理。
在相比转动体102处于流动方向MD的下游、相比卷取辊203处于上游处,设置有切断部501。另外,在转动体102与切断部501之间,或卷取辊203与切断部501之间,优选设有充分的间隔,以便并设后述的能量射线照射部等。
此处,从转动体102至切断部501之间中,由微细图案形成用膜101/被处理体104构成的积层体207的传送,也可以通过另外设置固定积层体207的被处理体104的露出面的固定装置而实现。但是,与第3实施方式同样地,从抑制装置的过大化的角度出发,优选利用微细图案形成用膜101的流动进行传送,换言之优选使微细图案形成用膜101作为被处理体104的载体发挥功能。
切断部501,如已经说明地,对于贴合有微细图案形成用膜101的被处理体104,将位于相比被处理体104的外周更外侧的微细图案形成用膜101完全地或部分地切断。第4的实施方式中采用部分地裁断的形式。更具体地,第4的实施方式中,切断部501由切断微细图案形成用膜101的裁断刃部501a与支撑积层体207的支撑部501b构成。裁断刃部501a使用大于被处理体104,且外周形状为与被处理体104略相似的形状的裁断刃504。裁断刃504上设置有呈点对称的四个没有刃的部分。即,通过切断部501裁断的微细图案形成用膜101被裁断为,裁断位置的外侧(图19中101a)和内侧(图19中101b)之间,残留有以被处理体104为中心而点对称的四个部分连接部。此外,如同已经说明地,从微细图案形成用膜101的传送精度的角度出发,第4的实施方式中,微细图案形成用膜101的宽度方向的裁断宽度(I),相对微细图案形成用膜101的宽度(W),被设定为0.8W~0.99W之间。
切断部501进一步具有例如由海绵构成的近似圆柱状的弹性体505。弹性体505的厚度大于裁断刃504。此外,弹性体505上,圆形上设置有沟部505a。该沟部505a内中将裁断刃504可收纳其全体地埋入装配。由此,弹性体505从外部承受压力而被压缩的话,裁断刃504的刃尖就向外部突出。切断部501可以通过未图示的驱动装置进行升降。
此外,夹着微细图案形成用膜101,裁断刃部501a的相反一侧上设置有从被处理体104侧支撑积层体207的金属制支撑台506。支撑台506例如可被固定。通过上述的裁断刃部501a的弹性体505及支撑台506构成支撑部501b,挟持积层体207的上下的面。更具体地,裁断微细图案形成用膜101时,切断部501下降,支撑台506被固定。因此,可以从上下方夹住积层体207。进一步地,通过切断部501的下降,发生弹性体505的弹性变形,裁断刃部501a被压入微细图案形成用膜101。即,通过切断部501的下降,向弹性体505施加压力,弹性体505被压缩,裁断刃504突出。其结果是微细图案形成用膜101被裁断。
如上所述,通过切断部501可以将积层体207的微细图案形成用膜101部分地裁断。即,如图19所示,被处理体104上的微细图案形成用膜101a与被处理体104上的微细图案形成用膜101b存在连接点。因此,积层体207的向微细图案形成用膜101的流动方向MD的更下游的传送,可以通过微细图案形成用膜101的传送而进行。
在相比切断部501处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的上游,可以设置能量射线照射部。关于能量射线照射部如同已经说明的。第4实施方式中,朝向被处理体104照射能量射线。此外,作为光源选定具有365nm的中心波长的UV-LED光源,累积光量设定为800mJ/cm2~2000mJ/cm2。
在相比切断部501处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,可以设置分离部503。通过设置分离部503,可以将部分地裁断的微细图案形成用膜101b/被处理体104构成的积层体207,从微细图案形成用膜101a上完全分离,连续地获得积层体207。
分离部503为如同第2实施方式中说明的构成。第4的实施方式中,通过保持(固定)积层体207的被处理体104的露出面,通过剥离用辊503a改变部分地被裁断的微细图案形成用膜101a的流动方向MD,从微细图案形成用膜101a上分离积层体207。
第4的实施方式中,参考图17说明的分离角θ1设定为95度以上170度以下的范围。
此处,分离部503中,通过进一步设置可以拆卸自如地固定被处理体104的露出面的固定装置,可以改善经由上述分离部503的剥离时的积层体207的物理性平衡,因此,可以进一步抑制微细图案形成用膜101a的扭曲或通过热纳米压印得到的凹凸结构的缺损。固定装置可以采用减压卡盘、静电卡盘、握持外周缘部的装置,或本领域技术人员周知的盒式支撑方式。
在相比分离部503处于流动方向MD的下游,可以设置回收部(未图示)。回收部回收积层体207。该回收部,在保持积层体207的同时,将其传送至后续工序装置或暂时性保管装置。经由回收部的积层体207的保持,可以通过支撑被处理体104的露出面或微细图案形成用膜101的露出面而实现。第4的实施方式中,分离部503中使用的固定装置可以同时作为回收装置使用。即,分离部503中,固定装置801固定被处理体104的表面,分离积层体207。接着,在维持固定装置801的吸附固定的状态下,移动固定装置801,回收积层体207。
进一步地,第4的实施方式中,如图28及图29所示,在相比分离部503进一步处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,进一步地,可以进一步附加其他的构成要素。
图28是显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图28所示,热纳米压印装置800进一步具有传送由分离部503从微细图案形成用膜101a上分离的积层体207的传送部810。传送部810是在一对输送辊811、812上架设连接输送带813的输送机。
传送部810的输送机末端附近设置有剥离部814。剥离部814,利用经由固定装置815对构成积层体207的被处理体104的露出面进行吸附固定,和输送辊812上的输送带813的曲率(以下,称为输送机末端曲率),从被处理体104上剥离微细图案形成用膜101b。
像这样利用输送机末端曲率的情况下,固定手段815在以与经由传送部810的积层体207的传送速度同步的速度,保持被处理体104的同时,与积层体207的流动方向平行地移动,同时,微细图案形成用膜101b通过输送带813保持。并且,固定装置815/被处理体104/微细图案形成用膜101b/输送带813形成的积层体进入输送机末端曲率,进行剥离。由此,微细图案形成用膜101b的剥离性改善。此处,从量产的角度更优选设置多个固定装置815,并且,全部固定装置815重复进行相同的动作。
如图28所示,相比剥离部814的上游,沿传送部810,可以设置能量射线照射部820、加热部821及冷却部822。
加热部821在第4实施方式中,设定被处理体104的加热温度为90℃以上140℃以下的范围。此外,加热部821中可以通过用一对平板夹着积层体207,同时加热各自的平板,进行加热。
此外,冷却822在第4实施方式中,通过吹拂风使积层体207的温度冷却至30℃以下。
通过剥离部814被剥离微细图案形成用膜101b的被处理体104,可以通过另外设置的回收部(未图示)进行回收。回收部的机构如同已经说明的。
图29是显示第4实施方式涉及的热纳米压印装置的变更例的示意图。如图29所示,热纳米压印装置900进一步具有由多个可动式固定装置831构成的传送部830,将由分离部503从微细图案形成用膜101a上分离的积层体207保持、传送。另外,图29所示的热纳米压印装置900,与图18所示的第2实施方式同样地,为微细图案形成用膜101的凹凸结构面朝向上侧,被处理体104的被处理面朝向下侧进行处理的构成。
经由传送部830的积层体207的传送通路上,依次设置有能量射线照射部820、加热部821及冷却部822。
传送部830的末端设置有剥离部832。通过该剥离部832,使被处理体104的露出面通过固定装置831进行保持,在静止的状态下,保持微细图案形成用膜101b,对微细图案形成用膜101b施加向被处理体104的面内方向上的移动,从而进行剥离。作为剥离部832,可以采用与已经说明的剥离部206相同的装置。
第4实施方式中,与第1~第3实施方式同样地,与微细图案形成用膜的第1掩模层表面直接接触的辊优选为其表面进行过镜面加工的辊。此外,贴合部201中为抑制静电可以设置除电机。同样地,剥离部832中也可以设置除电机。
以上是对第4实施方式进行说明,各构成要素的配置,在直线性配置之外,通过配置为圆形,可以抑制装置的过大化。
<第5实施方式>
以下,参照附图对第5实施方式详细地进行说明。图30是显示第5实施方式涉及的热纳米压印装置的示意图。对于与第3实施方式相同构成形成的部件,标记相同的符号而省略说明。
第5实施方式涉及的热纳米压印装置1000具有卷绕长尺寸的微细图案形成用膜101的送料辊202。送料辊202将微细图案形成用膜101以规定的速度送出。与该送料辊202成对地,设置有将送出的微细图案形成用膜101卷取的卷取辊203。
微细图案形成用膜101上设有保护层601时,在相比送料辊202处于微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,可以设置保护层剥离辊部602及保护层卷取辊603。
在相比保护层剥离辊部602进一步处于流动方向MD的下游处,设置有贴合部201。贴合部201中,转动体102可以在不影响微细图案形成用膜101的传送的程度下,连结降低转动体102的转动摩擦的转动补助部1009。转动补助部1009为例如,与转动体102的回转轴连结的轴承。也可以不存在该转动补助部1009。
此外,可以在贴合部201和被处理体保持部205的至少一方上设置按压加热部。第5的实施方式中在两方上均设有按压加热部(未图示)。
贴合部201如图30所示,配置在相比送料辊202更高的位置上。由此,微细图案形成用膜101的流动方向MD从斜上方向转向为水平方向。即,贴合部201也作为引导辊发挥功能。
在相比贴合部201处于流动方向MD的下游、相比卷取辊203处于上游处,在并设后述的能量射线照射部1002的充分的间隔中,设置有剥离用辊604。
剥离用辊604可以在不成为微细图案形成用膜101的传送的障碍的程度下,连结降低剥离用辊604的转动摩擦的转动补助部1001。
剥离用辊604如图30所示,配置在相比卷取辊203更高的位置上。由此,微细图案形成用膜101的流动方向MD从水平方向转向为斜下方向。即,剥离用辊604也作为引导辊发挥功能。
像这样,贴合部201及剥离用辊604之间,微细图案形成用膜101在大致水平状态下被传送。
贴合部201及剥离用辊604之间,微细图案形成用膜101的与被处理体104相反一侧,设置有能量射线照射部1002。
热纳米压印装置1000中,微细图案形成用膜101的朝向被处理体104的贴合面朝向铅直方向上侧。并且,贴合部201、能量射线照射部1002及剥离用辊604配置在微细图案形成用膜101的下侧、即与被处理体104相反一侧。
此外,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000具有被处理体搬入部1003。该被处理体搬入部1003将被处理体104搬入前处理部1004,将其表面与第1实施方式同样地进行前处理。因有必要对被处理体104进行支撑,优选其握持被处理体104的外周缘部,但不限定于此。
此外,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000具有从被处理体搬入部1003接受被处理体104的被处理体保持部205。该被处理体保持部205将接受的被处理体104移动至贴合部201的上方,将被前处理的面载于微细图案形成用膜101的下侧。
被处理体保持部205中,通过减压卡盘(未图示)拆卸自如地固定被处理体104。作为被处理体保持部205,除减压卡盘之外,还可举出静电卡盘等。此外,也可以采用握持被处理体104的外周缘部的装置和本领域技术人员周知的盒式支撑方式。
此外,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000具有将剥离覆盖膜得到的被处理体、即中间体1005回收的回收部1006。回收部1006中,通过减压卡盘(未图示)拆卸自如地固定中间体。作为固定装置,除减压卡盘之外,还可举出静电卡盘等。此外,也可以采用握持中间体1005的外周缘部的装置和本领域技术人员周知的盒式支撑方式。
该第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000中,被处理体104,通过微细图案形成用膜101沿其流动方向MD,依次被传送至转动体102、能量射线照射部1002、及剥离用辊604之上,实施贴合、能量射线照射及剥离各处理。
首先,转动体102之上,微细图案形成用膜101与被处理体104的被处理面在面对面、且相互接触的状态下被传送。接着,转动体102上设置有将微细图案形成用膜101朝向被处理体104的前处理面进行按压的加压装置204,加压装置204对微细图案形成用膜101及被处理体104施加按压力。此时,因为通过按压加热部将被处理体104加温至规定温度,其呈现与被处理体104的粘接性。其结果是,微细图案形成用膜101及被处理体104的贴合及按压实质上以线进行,得到由微细图案形成用膜101/被处理体104构成的积层体207。
此时,被处理体保持部205支撑着被处理体104。像这样,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000中,贴合部201由转动体102、被处理体保持部205、按压加热部、及加压装置204构成。通过该贴合部201,实际上以线对微细图案形成用膜101及被处理体104施加压力,由此实现它们的贴合。
另外,微细图案形成用膜101与被处理体104的贴合·按压条件、方法、被处理体保持部205的机构如同第1实施方式所记载。
另外,被处理体保持部205所支撑的被处理体104,被处理体104全部通过贴合部201结束后,或刚好完全通过,放开其支撑。即,被处理体104的一个主面全部与被微细图案形成用膜101贴合之后,或刚刚好之前,被处理体保持部205对被处理体104的保持被放开,仅有由微细图案形成用膜101/被处理体104形成的积层体207,通过微细图案形成用膜101的流动而移动,被传送至能量射线照射部1002的方向。
在相比能量射线照射部1002处于流动方向MD的下游,依次配置有加热部1007及冷却部1008。进一步地,相比剥离用辊604处于流动方向MD的下游、且相比回收部1006处于上游,可以设置能量射线照射部1010。通过能量射线照射部1010照射中间体,由此可以稳定化第1掩模层,提高未图示的后续处理中的适用度和保存稳定性等。另外,代替能量射线照射部1010,设置加热部也可以获得同样的效果。
另一方面,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000中,中间体1005通过减压卡盘(未图示)固定于回收部1006,在该状态下,在剥离用辊604之上,从微细图案形成用膜101上剥离中间体1005。像这样,第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000中,由剥离用辊604及回收部1006构成剥离部。关于剥离部,其如第1实施方式~第4的实施方式所记载。
接着,对使用上述第5实施方式涉及的热纳米压印装置1000的热纳米压印转印进行说明。图31A~图31C、及图32A~图32C是表示第5的实施方式涉及的转印方法中的热纳米压印装置的运作的示意图。
首先,如图31A所示,从送料辊202传送出微细图案形成用膜101,通过卷取辊203进行卷取,可以以保护层剥离辊部602、转动体102、剥离用辊604的顺序传送微细图案形成用膜101。接着,在保护层剥离辊部602中将保护层601从微细图案形成用膜101上剥离,卷取、回收至保护层卷取辊603。
将被处理体104从存储其的未图示的存储库,如图31A所示如,通过被处理体搬入部1003搬入前处理部1004。被处理体搬入部1003从被处理体104的前处理面侧接近,握持被处理体104的外周缘部。
接着,如图31B所示,将被处理体104从被处理体搬入部1003引向被处理体保持部205。此时,被处理体搬入部1003,转动180度,使被处理体104与前处理面的相反一侧朝向被处理体保持部205方向,与其对接。该状态下,减压卡盘(未图示)将被处理体104固定于被处理体保持部205。
接着,与微细图案形成用膜101的传送同时,如图31C所示,将被处理体104传送至微细图案形成用膜101之上。接着,将被处理体104移动至贴合部201之上。通过被处理体保持部205中包含的按压加热部加热被处理体104,在贴合部201之上,微细图案形成用膜101与被处理体104对接的同时,承受经由加压装置204的按压力,贴合被处理体104和微细图案形成用膜101,得到由微细图案形成用膜101/被处理体104构成的积层体207。然后,放开被处理体保持部205的减压卡盘,被处理体保持部205从被处理体104上离开。另外,微细图案形成用膜101和被处理体104的贴合及按压,如上述说明地,可为连续性贴合,也可以为间歇性贴合。
经由按压加热部的加热条件,可以使用已经说明的范围。
接着,如图32A所示,将与微细图案形成用膜101贴合的状态下的被处理体104,伴随微细图案形成用膜101的传送,传送至能量射线照射部1002的照射区域,照射能量射线。能量射线的照射可以采用已经说明的条件。
此外,图30中,能量射线照射部1002被设置于微细图案形成用膜101的与被处理体104相反一侧,第5的实施方式中,也可以设置在微细图案形成用膜101的被处理体侧。
接着,如图32B所示,在微细图案形成用膜101的传送的同时,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至加热部1007。加热部1007中,通过加热积层体207,提高微细图案形成用膜101的第1掩模层的稳定性,可以提高微细图案形成用膜101与被处理体104的界面的稳定性,随之,可以提高之后的微细图案形成用膜101的剥离性。另外,加热部1007的机构及条件可采用已经说明的范围。
接着,与微细图案形成用膜101的传送同时,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至冷却部1008。通过设置冷却部1008,可以提高剥离微细图案形成用膜101时的剥离性。另外,冷却部1008的机构及条件可采用已经说明的范围。
进一步地,如图32B所示,在微细图案形成用膜101的传送的同时,将积层体207朝向微细图案形成用膜101的流动方向MD的下游,传送至剥离用辊604之上。此处,被处理体104到达剥离用辊604上之前,被处理体104的露出的面通过回收部1006进行支撑。通过回收部1006支撑的被处理体104,在剥离用辊604的周面上,从积层体207上剥离微细图案形成用膜101的覆盖膜。剥离的微细图案形成用膜101通过卷取辊203卷取。其结果是得到其表面带有凹凸结构的被处理体、即中间体1005。最后,如图32C所示,通过回收部1006回收中间体1005。
如以上说明地,根据第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000及使用其的转印方法,可得到与上述第3实施方式同等的效果。进一步地,根据第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000,作为将被处理体104依次向贴合部201、能量射线照射部1002、剥离用辊604传送的装置,通过利用微细图案形成用膜101,可以连续性地获得中间体1005。此外,通过使用第5的实施方式涉及的热纳米压印装置1000,提高了能量射线照射部1002的配置自由度。
<蚀刻工序>
经以上用第1实施方式至第5的实施方式说明的掩模图案转印工序后,如图3C所示,对第2掩模层12/第1掩模层13/被处理体20形成的中间体21,实施蚀刻工序形成凹凸结构体。此时,通过使用已经说明的、在被处理体20的外缘部包含规定的露出部的中间体21,可以降低微细掩模结构体16的缺陷率,随之可以降低凹凸结构体40的缺陷率。被处理体20的外缘部包含规定的露出部的中间体21,通过经以第1实施方式至第5的实施方式说明的掩模图案转印工序,特别地,通过使用表层具有低Tg弹性体的转动体102,可以高控制性地制造。蚀刻工序以第1掩模层蚀刻工序、被处理体蚀刻工序的顺序构成。蚀刻条件可以根据材料进行各种设计,例如,可举例如下的蚀刻方法。
(第1掩模层蚀刻)
第1掩模层蚀刻是以第2掩模层发挥作为蚀刻掩模的功能的、第1掩模层的蚀刻,可以使用干法蚀刻。第1掩模层13的蚀刻中使用的气体,使用含有O2气体、H2气体及Ar气体的至少一种的混合气体。特别地,优选仅使用O2。从化学反应性蚀刻第1掩模层13的角度出发,作为蚀刻中使用的气体,可以选择O2气体及H2气体。此外,从离子注入成分的增加导致纵方向蚀刻速率提高这一角度出发,作为蚀刻中使用的气体,可以选择Ar气体及Xe气体。
蚀刻时的压力,为了可以提高有助于反应性蚀刻的离子注入能量、进一步提高各向异性刻蚀,优选为0.1~5Pa,更优选为0.1~1Pa。
此外,O2气体与H2气体、Ar气体或Xe气体的混合气体比例,在化学反应性的蚀刻成分和离子入射成分适量的情况下,为了提高异方性,优选为99sccm∶1sccm~50sccm∶50sccm,更优选为95sccm∶5sccm~60sccm∶40sccm,尤其优选为90sccm∶10sccm~70sccm∶30sccm。
第1掩模层蚀刻为等离子蚀刻的话,第1掩模层的加工精度提高,因而优选。等离子蚀刻使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子引入偏压的RIE进行。例如,可举例仅使用氧气、或使用氧气与氩气以90sccm∶10sccm~70sccm∶30sccm间混合的气体,设定处理压力为0.1~1Pa的范围,并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。
图2B所示的微细图案形成用膜I中,第2掩模层12中所含有的低蒸汽压的成分(例如,具有以Ti、Zr、Ta等作为金属元素的溶胶凝胶材料),在蚀刻第1掩模层13时,发挥保护第1掩模层13的侧壁的作用,其结果是可以容易地蚀刻具有厚度的第1掩模层13。
通过以第2掩模层12作为掩模蚀刻第1掩模层13,因为相比第1掩模层13的蚀刻速率,第2掩模层12的蚀刻速率更小,即使第1掩模层13中具有残膜厚度分布,蚀刻工序中第1掩模层13的残膜厚度分布也会被吸收,可以使以第1掩模层13构成的掩模的高度一致。
(被处理体蚀刻工序)
被处理体蚀刻工序是以第1掩模层13作为蚀刻掩模蚀刻被处理体20的工序,可以采用湿法蚀刻和干法蚀刻中的任意一种。特别地,从增加被处理体20的加工自由度的角度出发,优选采用干法蚀刻。从提高干法蚀刻时的第1掩模层13的蚀刻掩模耐性的角度出发,可以进行使用氯系气体或氟里昂系气体的蚀刻。也可以在氯系气体中添加氧气、氩气或氧气与氩气的混合气体。
作为氟里昂系气体,例如,可以使用在以CxHzFy的通式所记载的气体之中,x=1~4、y=1~8、且z=0~3的气体。这样的气体可以单独使用,也可以混合多种使用。
此外,通过混合2种C和F的比例(y/x)不同的氟里昂系气体(CxHzFy∶x=1~4、y=1~8、z=0~3的范围的整数),可以增减保护被处理体20的蚀刻侧壁的氟碳膜的堆积量,做出不同的锥状的角度。通过干法蚀刻更精密地控制被处理体20的掩模形状时,F/C≥3的氟里昂气体与F/C<3的氟里昂气体的流量的比例,优选为95sccm∶5sccm~60sccm∶40sccm,更优选70sccm∶30sccm~60sccm∶40sccm。例如,可举出CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F6、C4F8、CH2F2以及CH3F。进一步地,为提高被处理体20的蚀刻速率,也可以使用在氟里昂系气体中,混合气体流量总体的50%以下的选自Ar气体、O2气体及Xe气体形成的组中至少1种以上的气体。氟里昂系气体及Ar气体的混合气体与O2气体或者Xe气体的混合气体,在反应性蚀刻成分和离子入射成分适量的情况下,从提高被处理体20的蚀刻速率这一角度出发,优选气体流量的比例为99sccm∶1sccm~50sccm∶50sccm,更优选95sccm∶5sccm~60sccm∶40sccm,进一步地优选90sccm∶10sccm~70sccm∶30sccm。此外,也可以混合以下说明的氯系气体使用。
作为氯系气体,例如可举出Cl2、BCl3、CCl4、PCl3、SiCl4、HCl、CCl2F2以及CCl3F。进一步地,为提高难蚀刻被处理体的蚀刻速率,可以在氯系气体中添加氧气、氩气或者氧气和氩气的混合气体。氟里昂系气体及Ar气体的混合气体与O2气体或者Xe气体的混合气体,在反应性蚀刻成分和离子入射成分适量的情况下,从提高被处理体20的蚀刻速率这一角度出发,优选气体流量的比例为99sccm∶1sccm~50sccm∶50sccm,更优选99sccm∶1sccm~80sccm∶20sccm,进一步地优选99sccm∶1sccm~90sccm∶10sccm。
蚀刻时的压力,从增大提供给反应性蚀刻的离子入射能量、提高被处理体20的蚀刻速率的角度出发,优选为0.1~20Pa,更优选为0.1~10Pa。
等离子蚀刻可以使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或者使用离子引入电压的RIE进行。例如,举例有使用氟里昂系气体的情况下单独使用CHF3气体、或使用CF4及C4F8以气体流量比例为90sccm∶10sccm~60sccm∶40sccm之间混合的气体,设定处理压力为0.1~5Pa的范围,并且,电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法等。此外,例如,可举例使用氯系气体的情况下单独使用BCl3、或使用BCl3与Cl2、或者Ar以气体流量比例为95sccm∶5sccm~85sccm∶15sccm之间混合的气体,设定处理压力为0.1~10Pa的范围,并且,并且使用电容耦合型RIE、电感耦合型RIE、或使用离子引入电压的RIE的蚀刻方法。
(微细图案形成用膜的制造方法)
接着,对本发明的实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法进行说明。
图33是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。通过顺次进行以下的工序(1-1)~(1-6),可以制造具有第2掩模层的第1积层体I。另外,以下的工序优选以卷对卷进行。
工序(1-1):在支撑基材110上涂布固化性树脂组合物111的工序(涂布树脂工序,参考图33A)。
工序(1-2):将涂布的固化性树脂组合物111向实施了脱模处理的母模具112按压的工序(向铸模按压树脂的工序,参考图33B)。
工序(1-3):从支撑基材110侧进行光照射,使固化性树脂组合物111进行光自由基聚合获得固化物层113的工序(光固化树脂工序,参考图33C)。
工序(1-4):将固化物层113从母模具112上剥离,得到具有母模具112的图案形状的反转形状的凹凸结构的工序(从模板上剥离固化物层113的工序,获得覆盖膜A的工序,参考图33D)。
工序(1-5):在固化物层113的凹凸结构上,涂布稀释的第2掩模层材料114的工序(参考图33E)。
工序(1-6):干燥除去溶剂,获得具有第2掩模层的第1积层体I的工序(参考图33F)。
通过经由上述的工序(1-1)~(1-6),可获得以支撑基材110及固化物层113形成的覆盖膜A、第2掩模层12构成的第1积层体I。
工序(1-5)中,特别地,为使后述说明的lcv=0,必须满足如下的(1)~(4)所示的全部条件。(1)稀释溶剂为醇,醚,酮等水系溶剂。(2)覆盖膜A的开口率为45%以上,优选为55%以上,最优选为65%以上。(3)覆盖膜A的凹凸结构表面的相对水的接触角CA为CA≥80°,优选为CA≥90°,进一步优选为CA≥95°,并且,(4)覆盖膜A的Es/Eb的数值为1<Es/Eb≤30000。
另外,图33中,母模具112被显示为平板状,但优选为圆筒状的辊。通过使用在圆筒状的表面上具有微细构造的辊作为母模具112,可以用连续工序制造第1积层体I。即,将第1积层体I制造为长尺状的膜,例如,为宽度300mm长度200m或宽度500mm长度500m的成形物。
图34是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。将以工序(1-4)得到的覆盖膜A作为铸模,制作如图34所示的覆盖膜B,可以使用该覆盖膜B进行上述工序(1-4)以后的工序。
工序(2-1):在支撑基材115上涂布固化性树脂组合物116的工序(涂布树脂工序,参考图34A)。
工序(2-2):将涂布的固化性树脂组合物116向覆盖膜A按压的工序(向铸模按压树脂的工序,参考图34B)。
工序(2-3):从覆盖膜A的支撑基材110侧与另外一侧的支撑基材115侧的两侧、或任意一侧进行光照射,使固化性树脂组合物111被光自由基聚合得到固化物层117(光固化树脂的工序,参考图34C)。
工序(2-4):将固化物层117从覆盖膜A上剥离,得到具有与母模具112的图案形状同样形状的凹凸结构的工序(从铸模上剥离固化物的工序,获得覆盖膜B的工序,参考图34D)。
作为工序(1-1),(2-1)中的涂布方法,可举例辊涂法、凹版涂布法、棒式涂布法、模涂法、喷涂法、空气刮板涂布法、流涂法、帘式涂布法等。
工序(1-6)之后,可以增加将覆盖膜覆盖(组合),卷取的工序。此外,工序(1-6)之后,可以进行光照射,使第2掩模层12中所含有的固化性部位部分地光聚合。
第2掩模层12含有溶胶凝胶材料的情况下,工序(1-6)在溶剂干燥之外,兼使溶胶凝胶材料缩合。此外,第2掩模层12中含有溶胶凝胶材料的情况下,在卷取之后可以增加固化(養生)的工序。固化优选在室温~120℃之间进行。特别地,优选室温~105℃。
用工序(1-1)~(1-4)制作的覆盖膜A的凹凸结构中,也可以含有涂布改善结构。涂布改善结构被配置成夹裹用于制作所望的掩模的基本结构,优选涂布改善结构的间距大于基本结构。特别地,涂布改善结构中的间距为从基本结构侧向膜末端徐徐增大。
为形成满足后述说明的lcc及lcv的结构,优选使用以下所示的结构及无机材料。
图35是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜中的柱形的凹凸结构的截面示意图。第1积层体I的凹凸结构11为柱形的情况下,形成1个凸部11b的顶部的面中的,最长线段的长度(lx)为亚微米尺度的话,稀释涂布的第2掩模层材料为减小体系的能量,高效率地向凹部11a内部充填,结果是减小了后述说明的lcv,因而优选。特别地,最长线段的长度为500nm以下的话,可以更进一步发挥上述效果因而优选,更优选为300nm以下,最优选为150nm以下。另外,形成1个凸部11b的顶部的面意指通过各凸部11b的顶部位置的面与1个凸部11b的顶部相交的面。
如图35A所示,凸部11b为底部的面积大于顶部的面积的结构、即凸部11b具有倾斜的结构的话,更可以发挥上述效果,因而优选。进一步地,如图35B所示,凸部11b的顶部与倾斜部为连续平滑地相连的话,可更进一步发挥上述效果,因而优选。
图36是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜中的孔洞形状的凹凸结构的顶视图。第1积层体I的凹凸结构11为孔洞形状的情况下,1个孔洞(A)和与孔洞(A)最接近的孔洞(B)中,连接孔洞(A)的开口缘部与孔洞(B)的开口缘部的最短的线段(ly)的长度为亚微米尺度的话,稀释涂布的第2掩模层材料为减小体系的能量,可以高效率地向凹部11a内部充填,结果是减小了后述说明的lcv,因而优选。特别地,最短线段的长度为500nm以下的话,可以更进一步发挥上述效果因而优选,更优选为400nm以下,最优选为300nm以下。其中,最短线段的长度优选为150nm以下,进一步优选为100nm以下,最优选为0nm。另外,最短线段的长度为0nm意指孔洞(A)的开口缘部的一部分与孔洞(B)的开口缘部的一部分相重合的状态。
进一步地,间距P及间距S为进一步共同发挥上述效果,优选为1200nm以下,更优选为800nm以下,最优选为500nm以下。此外,从转印性的角度出发,间距优选为200nm以上。向凹凸结构11上涂布第2掩模层12、向凹部11a内部充填第2掩模层12时,开口率为45%以上的话,在间距200nm至800nm的范围内的情况下,第2掩模层12可以辨识凹凸结构11,使在凹部11a内部形成的第2掩模层12的假想液滴的曲率半径最大化,其向结构内部的润湿变宽,因而优选。假想液滴是指假定存在于凹凸结构11的凹部11a内部的第2掩模层12的液滴。进一步地,开口率为65%以上的话,上述效果之外,从凹凸结构11的凸部11b上朝向凹部11a内部方向的势能发挥作用,液滴向凹部11a充填之后,可以避免第2掩模层12的液滴向凸部上移动,因而更为优选。此外,为更进一步发挥上述效果,开口率优选为70%以上。更优选为开口率为75%以上,进一步地优选80%以上。
此外,孔洞开口部的面积大于孔洞底部的面积的话,更可以发挥上述效果,因而优选。进一步地,开口边缘与凹部11a的侧面为连续平滑地相连的话,可更进一步发挥上述效果,因而优选。
构成第2掩模层12的无机材料中,含有在稀释涂布后的溶剂挥发过程中样态发生改变的材料的话,因材料本身的面积变小时的所谓的驱动力也同时作用,更有效地使无机材料向凹部11a内部充填,结果可减小lcv,因而优选。样态的变化可举例,例如,发热反应和粘度增大的变化等。例如,含有溶胶凝胶材料的话,溶剂挥发过程,与空气中的水蒸气反应,溶胶凝胶材料进行缩聚。由此,因使溶胶凝胶材料的能量不稳定化,远离伴随溶剂干燥降低的溶剂液面(溶剂和空气界面)的驱动力发挥作用,结果,溶胶凝胶材料被良好地向凹内部充填,后述说明的lcv减小。
图37是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的制造方法的各工序的截面示意图。接着上述工序(1-1)~(1-6),通过进行工序(1-7)及工序(1-8),可以制作第2积层体II。另外,以下的工序优选以卷对卷进行。
工序(1-7):在第1积层体I(覆盖膜B/第2掩模层12形成的积层体)上,涂布稀释的第1掩模层材料120的工序(参考图37A)。
工序(1-8):干燥除去溶剂,形成第1掩模层13,获得第2积层体II的工序(参考图37B)。
通过经由上述的工序(1-7)~(1-8),可获得以支撑基材110及固化物层113形成的覆盖膜B、第2掩模层12与第1掩模层13构成的第2积层体II。
作为工序(1-7)中的涂布方法,可举例辊涂法、棒式涂布法、模涂法、喷涂法、空气刮板涂布法、流涂法、帘式涂布法、凹版涂布法等。此外,第1掩模层材料可以进行溶剂稀释而使用,然后,经过干燥工序。进一步地,工序(1-8)之后,可以增加将覆盖膜覆盖(组合),卷取的工序。
第2积层体II中,第2掩模层12与第1掩模层13的界面形状可以平坦也可以弯曲。作为弯曲的形状,可举例第2掩模层12向第1掩模层13侧凸状膨出的形状,或第1掩模层13向第2掩模层12侧凸状膨出的形状等。此外,也可举例具有1个从第1掩模层13侧向第2掩模层12侧凸出的凸状膨出,和2个从第2掩模层12侧向第1掩模层13侧凸出的凸状膨出的结构等。
通过使用如上所述制造的第2积层体II,可在被处理体20之上形成高纵横比的微细掩模图案16a。由此,在被处理体20的表面上可以形成微细图案22。使用第2积层体II的中间体21、微细掩模结构体16、微细图案22的制造方法,如同包括第1实施方式~第5实施方式的已经进行的说明。
<微细图案形成用膜的详细>
接着,对适合使用于本实施方式涉及的热纳米压印装置的微细图案形成用膜进行详细说明。微细图案形成用膜,具有设置有纳米尺度的凹凸结构的覆盖膜、设置于凹凸结构的凹部内部的第2掩模层、设置为覆盖凹凸结构及第2掩模层的第1掩模层。
图38是显示本实施方式涉及的微细图案形成用膜的截面示意图。微细图案形成用膜1100只要是如下的长尺状的膜状体的话没有特别限定:在其一侧主面上形成有纳米尺度的凹凸结构1102的覆盖膜1101的凹凸结构1102的凹部内部,设置有第2掩模层1103,为覆盖第2掩模层1103及凹凸结构1102设置有第1掩模层1104。例如,可以使用以下所述的微细图案形成用膜1100。
另外,与上述的微细图案形成用膜101的对应关系如下。通过转动体102与被处理体104贴合的面为第1掩模层1104的表面。此外,剥离部206中被剥离的是具有凹凸结构1102的覆盖膜1110,被处理体104之上转印有由第1掩模层1104及第2掩模层1103形成的凹凸结构。
覆盖膜1101具有的纳米尺度的凹凸结构1102,在特定方向上延伸的单个(例如,线状)或多个(例如,点状)的凸部1102a,沿与特定方向正交的方向,相互隔开规定的纳米尺度的间隔进行设置。凸部1102a,在沿微细图案形成用膜1100的厚度方向的截面视图(观察与正交方向垂直的截面时)中,向与凹凸结构1102的主面垂直的方向突出。凸部1102a之间形成有凹部1102b。以该凸部1102a及凹部1102b构成凹凸结构1102。作为微细图案形成用膜1100中的凹凸结构1102的形状,没有特别限定,例如,可列举多个栅状物排列的线和间隙结构、多个点(凸部、突起)状结构排列的点结构、多个孔洞(凹部)状结构排列的孔洞结构等。点结构或孔洞结构,例如,可列举圆锥、圆柱、四方锥、四方柱、双环状、多环状等结构。
考虑蚀刻被处理体时的第1掩模层1104的作为蚀刻掩模的性能,凹凸结构1102优选为孔洞形状。此外,从将第2掩模层1103直接涂布在凹凸结构1102的凹凸结构面之上时的涂布性、或凹凸结构1102的耐久性(对物理性破坏的耐性)的角度出发,也优选其为孔洞形状。
此处,“柱形”是指“配置有多个柱状体(锥状态)的形状”,“孔洞形状”是指“形成有多个柱状(锥状)的孔穴的形状”。此外,凹凸结构1102中,优选凸部1102a彼此间距离为50nm以上5000nm以下,凸部1102a的高度为10nm以上2000nm以下。也根据用途,优选凸部1102a彼此间邻接距离(凸部1102a的顶点的彼此间隔)小,凸部1102a的高度(从凹部1102b的底至凸部1102a的顶点的高度)大。此处,凸部1102a是指比凹凸结构1102的平均高度更高的部位,凹部1102b是指比凹凸结构1102的平均高度更低的部位。
此外,如图39所示,对于面内正交的第1方向D1和第2方向D2,在第1方向D1上凸部1102a(或凹部1102b)以间距P排列,并且,在第2方向D2上凸部1102a(或凹部1102b)以间距S排列,进一步地,第2方向D2上成列的凸部1102a(或凹部1102b)的在第1方向D1的相位差α的规则性低,可以为同时具有周期性和非周期性的排列。间距P及间距S可以根据预计的用途适当设计,也可以使间距P和间距S相等,并且,相位差α的规则性也可高。
此外,图39中,凸部1102a(或凹部1102b)被描绘为不具有重叠的独立的状态,但在第1方向D1及第2方向D2的至少任意一个方向上排列的凸部1102a(或凹部1102b)可以重叠。另外,相位差α是指,通过相邻的列(第1方向D1)中最接近的凸部11b的中心的线段(第2方向D2)的距离。更具体地是意指,例如,如图39所示,通过在第1方向D1上成列的、第(N)列的某个凸部1102a(或凹部1102b)中心的第2方向D2的线段,与通过距离凸部1102a(或凹部1102b)最近的第(N+1)列的某个凸部1102a(或凹部1102b)的中心的第2方向D2的线段的距离。
例如,进行LED的蓝宝石基板或GaN基板、或Si基板表面的加工时,作为被处理体20(参考图3A)选定蓝宝石基板或GaN基板、或Si基板,凹凸结构1102的凹凸结构形状优选为间距为50nm~1000nm,高度为50nm~1000nm,以纳米尺度成规则排列,并且,具有微米尺度的较大周期性的孔洞形状。
在凹凸结构1102的形状为孔洞形状的情况下,1个孔洞(A)与最接近孔洞(A)的孔洞(B)中,孔洞(A)的开口缘部和孔洞(B)的开口缘部相连的最短的线段的长度为亚微米尺度的话,第2掩模层1103的配置精度提高,因而优选。特别地,最长的线段的长度为500nm以下的话,可以更进一步发挥上述效果因而优选,更优选为400nm以下,最优选为300nm以下。其中,最短的线段的长度优选为150nm以下,进一步优选为100nm以下,最优选为0nm。另外,最短的线段的长度为0nm意指孔洞(A)的开口缘部的一部分与孔洞(B)的开口缘部的一部分相重合的状态。
此外,从提高向后述的凹凸结构1102的凹部1102b的内部的第2掩模层1103的配置性的角度出发,优选凹凸结构1102的开口率为45%以上,优选开口率为50%以上,更优选开口率为55%以上,进一步优选开口率为65%以上。开口率优选为70%以上。更优选为开口率为75%以上,进一步地优选80%以上。
此外,孔洞开口部的面积大于孔洞底部的面积的话,更可以发挥上述效果,因而优选。进一步地,开口边缘与凹部侧面为连续平滑地相连的话,可更进一步发挥上述效果,因而优选。
另外,在与凹凸结构1102平行的面内,凹凸结构1102上的单元面积(Sc)之下包含的凹部的面积(Sh)的比例为开口率。例如,开口径为430nm、x轴方向的间距为398nm、y轴方向的间距为460nm、高度(h)为460nm的圆柱状凹部以六方最密堆积排列并列的凹凸结构1102情况下,Sh/Sc为0.79(79%)。同样地,例如,对于开口径为180nm、x轴方向的间距为173nm、y轴方向的间距为200nm、高度(h)为200nm的圆柱状凹部以六方最密堆积排列并列的凹凸结构1102,Sh/Sc为0.73(73%)。同样地,例如,对于开口径为680nm、x轴方向的间距为606nm、y轴方向的间距为700nm、高度(h)为700nm的圆柱状凹部以六方最密堆积排列并列的凹凸结构1102,Sh/Sc为0.86(86%)。
此外,凹凸结构1102的高度或深度(h)、与凹部开口宽度或凸部底部径的比例所表示的纵横比,优选为0.1以上3.0以下的范围。纵横比,从转印精度的角度出发,优选为0.1以上的范围,更优选为0.5以上。此外,纵横比从第2掩模层1]03的转印精度的角度出发,优选为2.5以下。
微细图案形成用膜1100,可以在覆盖膜1101上另外设置凹凸结构1102,只要可以在覆盖膜1101的一个主面上设置纳米尺度的凹凸结构1102的话,没有特别限定,也可以是直接加工覆盖膜1101形成凹凸结构。但是,从通过热纳米压印装置,连续高效率地获得带有凹凸结构的被处理体这一角度出发,优选在覆盖膜1101上另外设置凹凸结构1102。另外,以下说明中,在覆盖膜1101之上另外设置凹凸结构1102时,覆盖膜1101表示为支撑基材。
在支撑基材上另外设置的凹凸结构1102的材料没有特别限定,从制造具有连续性且均质的纳米尺度的凹凸结构1102的覆盖膜1101这一角度出发,优选由以硅酮为代表的聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成的树脂或含氟树脂构成等,只要可在凹凸结构1102上形成脱模层的话,没有特别限定,更优选由含氟树脂构成。含氟树脂只要含有氟元素、并且相对水的接触角大于90度的话,没有特别限定。只是,从将第2掩模层1103向被处理体转印时的转印精度的角度出发,更优选相对水的接触角为95度以上,更优选为100度以上。优选含有光固化性树脂及光聚合引发材料。特别地,优选由光固化性树脂、光聚合引发材料及氟系添加材料构成。作为氟系添加材料没有特别限定,可以使用耐磨性、耐损伤、防止指纹附着、防污性、流平性或防水防油性等表面改性剂等,优选在氟系添加材分子中具有光聚合性基团。
作为使用于覆盖膜1101的支撑基材,优选具有屈挠性的材料,例如,可以使用不论薄膜玻璃、薄膜陶瓷、薄膜金属等薄膜无机材料,及塑料等有机材料。特别地,特别优选包括具有屈挠性的连续生产性优异的薄片、膜、薄膜、织物及无纺布等。作为具有屈挠性的材质可列举如,聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、环烯烃树脂(COP)、交联聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚苯醚树脂、改性聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚砜树脂、聚醚酮树脂等非晶性热塑性树脂,或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、芳香族聚酯树脂、聚缩醛树脂、聚酰胺树脂等晶体性热塑性树脂,或丙烯酸树脂系、环氧系、聚氨酯系等紫外线(UV)固化性树脂或热固化性树脂。此外,也可以将紫外线固化性树脂或热固化性树脂与玻璃等无机基板、上述热塑性树脂、三乙酸酯树脂搭配,或单独使用构成支撑基材。特别地,从贴合性提高、并且连续加工被处理体20的角度,优选支撑基材为膜(卷筒状)。
为提高覆盖膜1101的支撑基材与凹凸结构1102的粘结性,在设置有凹凸结构1102的覆盖膜1101的一个主面上,可以实施以与凹凸结构1102的化学键合或浸透等物理键合为目的易粘合涂覆、预涂底漆处理、电晕处理、等离子处理、UV/臭氧处理、高能量射线照射处理、表面粗化处理、多孔性化处理等。
(氟系添加材料)
作为在同一分子内具有光聚合性基团的氟系添加材料,作为含氟(甲基)丙烯酸酯,可举出下述化学式(1)表示的含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,通过使用下述化学式(1)表示的添加材料,可以满足后述的Es/Eb,因而优选。这样的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯可以使用例如,大金工业公司(ダイキン工業社)生产的“OPTOOL DAC(商标)”。
[化1]
(化学式(1)中,R1表示下记化学式(2),R2表示下记化学式(3)。)
[化2]
(化学式(2)中,n为1以上6以下的整数。)
[化3]
(化学式(3)中,R为H或CH3。)
此外,优选凹凸结构1102的表面部的氟浓度(Es)大于构成在覆盖膜1101上形成的凹凸结构1102的树脂层中的平均氟浓度(Eb)。该情况下,凹凸结构1102表面由于自由能低与第1掩模层1104的脱模性优良,并且,可将纳米尺寸的凹凸形状重复地进行树脂/树脂转印的脱模性优异,同时,通过保持基膜附近的自由能高,可以提高粘结性。
进一步地,构成凹凸结构1102的树脂中的平均氟元素浓度(Eb)与凹凸结构1102的表面部的氟元素浓度(Es)的比(Es/Eb),通过满足1<Es/Eb≤30000,更可以发挥上述效果,因而更优选。特别地,(Es/Eb)为3≤Es/Eb≤1500、10≤Es/Eb≤100的范围的话,从而更能提高脱模性,因而优选。
另外,在上述最大范围(1<Es/Eb≤30000)之中,若为20≤Es/Eb≤200的范围,则凹凸结构1102的表面部的氟元素浓度(Es)充分地高于凹凸结构1102中的平均氟浓度(Eb),有效地减少了树脂表面的自由能,因此与第1掩模层树脂和后述的第2掩模层1103等的脱模性提高。
此外,(Es/Eb)若为26≤Es/Eb≤189的范围的话,能够更加降低凹凸结构1102的表面的自由能,改善重复转印性,因此优选。进一步地,(Es/Eb)若在30≤Es/Eb≤160的范围的话,能够在减少树脂表面的自由能的同时能够维持树脂强度,更加提高重复转印性,因此优选,更优选31≤Es/Eb≤155。(Es/Eb)若为46≤Es/Eb≤155的话,可以更进一步地发挥上述效果,因而优选。
另外,凹凸结构1102的表面侧区域意指,例如,从凹凸结构1102的露出的表面,朝向覆盖膜1101的相反的面一侧,侵入厚度方向约1~10%的部分,或侵入厚度方向2nm~20nm的部分。
上述的Es可通过XPS法进行定量。因XPS法的X射线的浸入長为数nm较浅,适合用以对Es值进行定量。作为其他的解析方法,也可以使用用透射型电子显微镜的能量分散型X射线分光法(TEM-EDX),算出Es/Eb。
另一方面,上述的Eb也可以根据进料量进行计算。或,可以使用气相色谱质谱仪(GC/MS)进行测定。例如,通过物理性剥离凹凸结构1102,实施气相色谱质谱分析,可以测定平均氟元素浓度。另一方面,通过将物理性地剥离凹凸结构1102的切片,用烧瓶燃烧法分解,接着实施离子色谱分析,可以测定树脂中的平均氟元素浓度(Eb)。
对于构成凹凸结构的材料以后进行叙述。
微细图案形成用膜1100,在上述的覆盖膜1101的凹凸结构1102的凹部1102b的内部,设置有由与构成凹凸结构1102的材料不同的材料形成的第2掩模层1103,进一步地,设置有可覆盖凹凸结构1102及第2掩模层1103的第1掩模层1104。通过这样的第2掩模层1103,在被处理体104上转印形成凹凸结构之后,以转印形成的凹凸结构(由第2掩模层1103及第1掩模层1104构成的凹凸结构)作为掩模,加工被处理体104时的加工精度或容易性提高。此外,设置于被处理体104之上的凹凸结构的凸部上部的物理性能和凸部下部的物理性能可以不同,可以应用在光学装置中的光输出用被处理体、或传感器用途用被处理体等。
接着,对为了说明微细图案形成用膜1100的第2掩模层1103及第1掩模层1104的配置而使用的用语,进行说明。
图40中的位置(S)意味着凹凸结构1102的凸部1102a的顶部的位置。另外,凹凸结构1102的高度不齐的情况下,位置(S)意味着各凸部1102a的顶部位置的面内平均的位置。作为平均数,优选为10点以上。
图40中的位置(Scc)意味着形成于凹凸结构1102的凹部1102b的内部的第2掩模层1103的表面(图38所示第2掩模层1103与第1掩模层1104的界面位置)的位置。凹部1102b的内部的第2掩模层1103a的表面的位置有偏差时,位置(Scc)意味着凹部1102b的第2掩模层1103a的表面位置的面内平均的位置。作为平均数,优选为10点以上。
此外,凹部1102b内部的第2掩模层1103的表面形成曲面的情况下,该曲面形成为向下凸的曲面时,第2掩模层1103的厚度最薄处设为位置(Scc)。即,即使在第2掩模层1103部分附着在凹部1102b的内侧壁的情况下,第2掩模层1103具有的最低处也设为位置(Scc)。此外,该曲面形成为向上凸的曲面的情况下,第2掩模层1103具有的厚度最厚处设为位置(Scc)。
图40中的位置(Scv)意味着形成于凹凸结构1102的凸部1102a的顶部的第2掩模层1103的顶面位置(图38所示第2掩模层1103与第1掩模层1104的界面位置)。第2掩模层1103b的顶面位置的位置有偏差时,位置(Scv)意味着凸部1102a之上的第2掩模层1103b的顶面位置的面内平均的位置。作为平均数,优选为10点以上。
图40中的距离lcc意味着位置(S)与位置(Scc)的距离。即,意味着从凹凸结构1102的面内的多个凸部1102a的凹凸结构1102的高度h中减去凹部1102b内的第2掩模层1103a的厚度的值。因此,在面内中位置(S)和位置(Scc)存在偏差的情况下,使用凹凸结构1102的高度h的平均值和第2掩模层1103a的厚度的平均值的两方,或任意一方。该距离lcc,从将掩模图案转印在被处理体20上之后,加工掩模图案,获得高纵横比的掩模图案(微细掩模图案)16a这一角度出发,优选满足lcc<1.0h的范围。
从第2掩模层1103的耐干法蚀刻性及转印的容易性的角度出发,优选为lcc≤0.9h。更优选为lcc≤0.7h,进一步优选为lcc≤0.6h。
另一方面,从降低面内中的lcc的偏差这一角度出发,lcc优选为满足0<lcc的范围,此外优选0.02h≤lcc。进一步优选为0.05h≤lcc,特别优选为0.1h≤lcc。
通过满足这样的第2掩模层1103的lcc的范围,可降低将微细图案形成用膜1100贴合在被处理体上时的按压力,因此按压工序和能量射线照射工序可以独立进行。
图40中的距离lcv意味着位置(S)与位置(Scv)的距离。即,意味着凹凸结构1102的凸部1102a上的面内的第2掩模层1103b的厚度。因此,面内中位置(S)和位置(Scv)存在偏差的情况下,使用第2掩模层1103b的厚度的平均值。从干法蚀刻引起第2掩模层1103b的宽度减少的角度出发,lcv优选为lcv≤0.05h。另外,lcv≤0.02h的话,更容易除去具有干法蚀刻引起的lcv的膜厚的第2掩模层1103b,因而优选,更优选lcv≤0.01h。为了不需要除去具有干法蚀刻引起的lcv的膜厚的第2掩模层,最优选lcv=0。
第2掩模层1103/第1掩模层1104是在带有凹凸结构的被处理体的表面上形成,因此,被处理体上形成有具有凹凸结构的第2掩模层1103及第1掩模层1104。另外,构成第2掩模层1103的材料优选含有选自Ti、Si、Zr及Zn形成的组中的至少一种的金属元素,此外,优选含有具有光聚合性基团的分子和以金属醇盐为代表的溶胶凝胶材料。例如,优选由具有Ti或Zr作为金属组分的金属醇盐、具有光聚合性基团的硅烷偶联剂材料、及光聚合引发材料等构成。
凹凸结构1102的凸部顶部位置(S)和第1掩模层1104的露出的面(或与保护层相接触的面)的距离(lor)与凹凸结构1102的间距(P),满足0.05≤lor/P≤5的关系。如上所述,因为间距优选为50nm~1000nm,凹凸结构1102的凸部顶部位置(S)与第1掩模层1104的露出的面(或与保护层相接触的面)的距离(lor)优选为2.5nm以上5000nm。特别地,通过本实施方式涉及的热纳米压印装置,距离(lor)即使在薄至5nm以上1000nm以下的状态下,也可容易地贴合在被处理体104上,可以转印第2掩模层1103及第1掩模层1104。特别地,从提高贴合精度、贴合速度、剥离精度、剥离速度的角度出发,上述说明的装置规格之外,所述距离(lor)优选为5nm以上1000nm以下,更优选为10nm以上800nm以下。此外,在上述最大范围(2.5nm以上5000nm)之中,从对配置于凹凸结构1102的凸部1102a的顶部之上的第2掩模层1103b的微细图案形成用膜1100的贴合性的影响的角度出发,优选为lcv<lor≤1500nm的范围,更优选为lcv+100nm≤lor≤1000nm的范围,进一步优选为lcv+150nm≤lor≤1000nm的范围。从干法蚀刻时的物理性稳定性的角度出发,第1掩模层1104的厚度最优选为lcv+200nm≤lor≤700nm的范围。特别地,lcv=0时可提高粘合(贴合)性及对被处理体的加工性,因而优选。该情况下,lcv=0时的第1掩模层1104(lor)的厚度为位置(S)与第1掩模层1104的露出的表面位置(Sb)的距离。
干法蚀刻引起的第2掩模层1103的蚀刻速率(Vm1)与第1掩模层1104的蚀刻速率(Vo1)的比例(Vo1/Vm1),影响以第2掩模层1103作为掩模蚀刻第1掩模层1104时的加工精度。Vo1/Vm1>1意味着第2掩模层1103相比第1掩模层1104难以蚀刻,因此越大越优选。从第2掩模层1103的涂布性的角度出发,优选为Vo1/Vm1≤150,更优选为Vo1/Vm1≤100。从耐蚀刻性的角度出发,优选为3≤Vo1/Vm1,更优选为10≤Vo1/Vm1,另外优选为15≤Vo1/Vm1。
通过上述范围满足,以第2掩模层1103作为掩模,可以容易地通过干法蚀刻对具有厚度的第1掩模层1104进行微细加工。此外,即使第1掩模层1104上存在膜厚分布,因为相比第1掩模层1104的蚀刻速率,第2掩模层1103的蚀刻速率更小,因此可以吸收第1掩模层1104的膜厚分布。由此,可以在被处理体20上形成高纵横比的掩模图案(微细掩模图案)16a,其由经干法蚀刻微细加工的第2掩模层1103及第1掩模层1104构成。通过使用这样的高纵横比掩模(第2掩模层1103及第1掩模层1104),可以容易地将被处理体20进行干法蚀刻加工。
另一方面,第1掩模层1104的蚀刻时的各向异性刻蚀(横方向的蚀刻速率(Vo//)与纵方向的蚀刻速率(Vo⊥)的比例(Vo⊥/Vo//),优选为Vo⊥/Vo//>1,比值越大则越优选。虽也取决于第1掩模层1104的蚀刻速率与被处理体20的蚀刻速率的比例,但优选Vo⊥/Vo//≥2,更优选Vo⊥/Vo//≥3.5,另外优选Vo⊥/Vo//≥10。另外,纵方向意指着第1掩模层1104的膜厚方向,横方向意指第1掩模层1104的平面方向。
间距在亚微米以下的区域中,为了容易地干法蚀刻被处理体20,必须保持第1掩模层1104的宽度较大。通过满足上述范围,可以保持干法蚀刻后的第1掩模层1104的宽度(主干的粗细)较大,因而优选。
干法蚀刻引起的被处理体20的蚀刻速率(Vi2)与第1掩模层1104的蚀刻速率(Vo2)的比例(Vo2/Vi2)越小越优选。Vo2/Vi2<1的话,第1掩模层1104的蚀刻速率进一步小于被处理体20的蚀刻速率,因此可以容易地加工被处理体20。从第1掩模层1104的涂布性及蚀刻精度的角度出发,优选Vo2/Vi2≤3,更优选Vo2/Vi2≤2.5。Vo2/Vi2≤2的话,因可以使第1掩模层1104变薄更为优选。最优选Vo2/Vi2<1。
构成第1掩模层1104的第1掩模层1104,从与被处理体104的粘接性的角度出发,优选含有反应性稀释材料及聚合引发材料,特别地,更优选含有胶粘剂树脂、反应性稀释材料及聚合引发材料。特别地,优选含有以下材料:具有至少在侧链具有苯骨架的部位的胶粘剂树脂、(甲基)丙烯酸酯及光聚合引发材料。
此外,被处理体104的材质可以根据用途进行适当选择,没有特别限定。例如,可举例以合成石英或熔融石英为代表的石英,以无碱玻璃、低碱玻璃,钠钙玻璃为代表的玻璃,硅片、镍板、蓝宝石、金刚石、SiC基板、云母基板,半导体基板(氮化物半导体基板等)、ZnO及ITO。在选定具有柔软性的微细图案形成用膜的情况下,也可以选定外形为有曲率的被处理体20(例如,透镜形、圆筒形、圆柱形或球形)。例如,改善LED的内部量子效率及光输出效率的情况下,可举例蓝宝石和Si等。此外,以改善光输出效率为目的,也可以选择以GaN为代表的氮化物半导体。此外,以附加防反射功能(透过率增加功能)为目的,也可以选择公知市售的玻璃。
此外,被处理体20的形状为平板状或透镜状,但从提高贴合精度、贴合速度的角度出发,优选为平板状。作为平板状被处理体,例如,可举例2英寸蓝宝石晶圆、4英寸蓝宝石晶圆、6英寸蓝宝石晶圆等。
构成凹凸结构1102的材料之中,作为可以光聚合的自由基聚合系的树脂,优选使用不含氟的(甲基)丙烯酸酯、含氟(甲基)丙烯酸酯及光聚合引发剂的混合物的固化性树脂组合物。通过使用固化性树脂组合物,通过在使该组合物与低表面自由能的疏水性界面等相接触的状态下,使固化性树脂组合物(1)固化,可以调整至凹凸结构1102的表层部的氟元素浓度(Es),相比构成构成凹凸结构1102的树脂中的平均氟元素浓度(Eb)更大,进一步地使树脂中的平均氟元素浓度(Eb)更小。
(A)(甲基)丙烯酸酯
(甲基)丙烯酸酯只要是后述(B)含氟(甲基)丙烯酸酯以外的聚合性单体就没有限制,优选具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的单体、具有乙烯基的单体、具有烯丙基的单体,更优选具有丙烯酰基或甲基丙烯酰基的单体。而且,这些单体优选为不含氟的单体。另外,(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
此外,聚合性单体优选为具有多个聚合性基团的多官能性单体,聚合性基团的数目从聚合性优异的角度出发,优选1~4的整数。此外,将2种以上的聚合性单体混合使用时,聚合性基团的平均数量优选1~3。使用单一单体的情况下,为增加聚合反应后的交联点、获得固化物的物理稳定性(强度、耐热性等),优选聚合性基团的数目为3个以上的单体。此外,如果单体的聚合性基团的数量为1或2,则优选与聚合性数量不同的单体并用。
作为(甲基)丙烯酸酯单体的具体例子可以举例有下述化合物。作为具有丙烯酰基或者甲基丙烯酰基的单体可以举例有,(甲基)丙烯酸、芳香族系的(甲基)丙烯酸酯[丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸苄酯等]、烃系(甲基)丙烯酸酯[丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸月桂基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸烯丙基酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等]、含有醚性氧原子的烃系(甲基)丙烯酸酯[丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸四氢糠基酯、二乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚氧乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等],含有官能团的烃系(甲基)丙烯酸酯[丙烯酸-2-羟基乙基酯、丙烯酸-2-羟基丙基酯、4-羟基丁基乙烯基醚、丙烯酸N,N-二乙基氨基乙基酯、丙烯酸N,N-二甲基氨基乙基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯等]、硅酮系丙烯酸酯等。其他可以举例有EO改性丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、ECH改性丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、PO改性丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、EO改性磷酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、PO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、EO改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、烷基改性二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇单乙基醚(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸化异氰脲酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性-1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性-1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、烯丙氧基聚乙二醇丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、EO改性双酚F二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性六氢邻苯二甲酸二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性新戊二醇二丙烯酸酯、PO改性新戊二醇二丙烯酸酯、己内酯改性羟基特戊酸酯新戊二醇、硬脂酸改性季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、ECH改性邻苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-四亚甲基二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇-四亚甲基二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、硅氧烷二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚酯(二)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改性三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙三醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基乙烯尿素、二乙烯基丙烯尿素、2-乙基-2-丁基丙二醇丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、2-乙基己基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁基酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁基酯、丙烯酸二聚体、(甲基)丙烯酸苄基酯、丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、EO改性甲酚(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸乙基酯、二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异戊基酯、(甲基)丙烯酸异丁基酯、(甲基)丙烯酸异辛基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烷基氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、甲氧基三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇苯甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸辛基酯、对枯基苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、ECH改性苯氧基丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基六乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基四乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、EO改性丁二酸(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸叔丁基酯、(甲基)丙烯酸三溴苯基酯、EO改性(甲基)丙烯酸三溴苯基酯、三(甲基)丙烯酸十二烷基酯、异氰尿酸EO改性二及三丙烯酸酯、ε-己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯等。作为具有烯丙基的单体,可以举例有对异丙烯基苯酚,作为具有乙烯基的单体,可以举例有苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯腈、乙烯基咔唑等。另外,EO改性意味着环氧乙烷改性、ECH改性意味着表氯醇改性、PO改性意味着氧化丙烯改性。
(B)含氟(甲基)丙烯酸酯
含氟(甲基)丙烯酸酯优选具有聚氟代亚烷基链和/或全氟(聚氧化烯)链和聚合性基团,进一步优选直链状全氟亚烷基,或碳原子-碳原子间插入醚性氧原子且侧链具有三氟甲基的全氟氧化烯基。此外,特别优选分子侧链或分子结构末端具有三氟甲基的直链状聚氟代亚烷基链和/或直链状全氟(聚氧化烯)链。
聚氟代亚烷基链优选碳原子数2~碳原子数24的聚氟代亚烷基。此外,聚氟代亚烷基可以具有官能团。
全氟(聚氧化烯)链优选由选自(CF2CF2O)单元、(CF2CF(CF3)O)单元、(CF2CF2CF2O)单元及(CF2O)单元形成的组中的1种以上全氟(聚氧化烯)单元构成,更优选由(CF2CF2O)单元、(CF2CF(CF3)O)单元、或(CF2CF2CF2O)单元构成。全氟(聚氧化烯)链,为使含氟聚合物的物性(耐热性、耐酸性等)优异,特别优选由(CF2CF2O)单元构成。全氟(聚氧化烯)单元的数目,为使含氟聚合物的脱模型和硬度高,优选为2~200的整数,更优选为2~50的整数。
作为聚合性基团,优选乙烯基、烯丙基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、二氧杂环丁基、氰基、异氰酸酯基或式-(CH2)aSi(M1)3-b(M2)b表示的水解性甲硅烷基,更优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。此处,M1为可以通过水解反应变换为羟基的取代基。作为这样的取代基,可列举卤素原子、烷氧基及酰氧基等。作为卤素原子,优选氯原子。作为烷氧基,优选甲氧基或乙氧基,更优选为甲氧基。作为M1,优选为烷氧基,更优选为甲氧基。M2为1价的烃基。作为M2,可以列举烷基、1个以上的芳基取代的烷基、烯基、炔基、环烷基及芳基等,优选烷基或烯基。M2为烷基时,优选为碳原子数1~碳原子数4的烷基,更优选为甲基或乙基。M2为烯基时,优选为碳原子数1~碳原子数4的烯基,更优选为乙烯基或烯丙基。a为1~3的整数,优选为3。b为0或1~3的整数,优选为0。作为水解性甲硅烷基,优选(CH3O)3SiCH2-、(CH3CH2O)3Si(CH2)2-、(CH3O)3Si(CH2)3-或(CH3CH2O)3Si(CH2)3-。
聚合性基团的数目,基于聚合性优异的考虑,优选为1~4的整数,更优选为1~3的整数。使用2种以上的化合物时,聚合性基团的平均数优选为1~3。
含氟(甲基)丙烯酸酯具有官能团的话,其与透明基板的密着性优异。作为官能团,可列举羧基、磺酸基、具有酯键的官能团、具有酰胺键的官能团、羟基、氨基、氰基、聚氨酯基、异氰酸酯基及具有异氰脲酸衍生物的官能团等。特别地,优选含有羧基、聚氨酯基及具有异氰脲酸衍生物的官能团中的至少1个官能团。另外,异氰脲酸衍生物中包括具有异氰脲酸骨架,且与氮原子键合的至少1个氢原子被其他基团取代的结构的物质。作为含氟(甲基)丙烯酸酯,可以使用氟(甲基)丙烯酸酯、氟二烯等。作为含氟(甲基)丙烯酸酯的具体例,可举出如下的化合物。
作为氟(甲基)丙烯酸酯的具体例、可以举出CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)10F、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)8F、CH2=CHCOO(CH2)2(CF2)6F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)10F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)8F、CH2=C(CH3)COO(CH2)2(CF2)6F、CH2=CHCOOCH2(CF2)6F、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)6F、CH2=CHCOOCH2(CF2)7F、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2)7F、CH2=CHCOOCH2CF2CF2H、CH2=CHCOOCH2(CF2CF2)2H、CH2=CHCOOCH2(CF2CF2)4H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)2H、CH2=C(CH3)COOCH2(CF2CF2)4H、CH2=CHCOOCH2CF2OCF2CF2OCF3、CH2=CHCOOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、CH2=C(CH3)COOCH2CF2OCF2CF2OCF3、CH2=C(CH3)COOCH2CF2O(CF2CF2O)3CF3、CH2=CHCOOCH2CF(CF3)OCF2CF(CF3)O(CF2)3F、CH2=CHCOOCH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3F、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)OCF2CF(CF3)O(CF2)3F、CH2=C(CH3)COOCH2CF(CF3)O(CF2CF(CF3)O)2(CF2)3F、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)6CF(CF3)2、CH2=CFCOOCH2CH(CH2OH)CH2(CF2)6CF(CF3)2、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)10F、CH2=CFCOOCH2CH(OH)CH2(CF2)10F、CH2=CHCOOCH2CH2(CF2CF2)3CH2CH2OCOCH=CH2、CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF2CF2)3CH2CH2OCOC(CH3)=CH2、CH2=CHCOOCH2CyFCH2OCOCH=CH2、CH2=C(CH3)COOCH2CyFCH2OCOC(CH3)=CH2等氟(甲基)丙烯酸酯(其中,CyF表示全氟(1,4-环己烯基)。)。
作为氟二烯,可以举出CF2=CFCF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、CF2=CFOCF(CF3)CF2CF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)CF=CF2、CF2=CFOCF2OCF=CF2、CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF=CF2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH2CH=CH2、CF2=CFCF2C(OH)(CF3)CH=CH2、CF2=CFCF2C(CF3)(OCH2OCH3)CH2CH=CH2、CF2=CFCH2C(C(CF3)2OH)(CF3)CH2CH=CH2等氟二烯。
(含氟(甲基)丙烯酸酯)
另外,本发明中所使用的含氟(甲基)丙烯酸酯如果是上述化学式(1)所示的含氟聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的话,则可以在降低树脂中的平均氟元素浓度(Eb)的状态下,有效地提高凹凸结构表面部的氟元素浓度(Es),能够更加有效地体现与被处理体的粘结性和脱模性,因此更优选。这样的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯可以使用例如,大金工业公司(ダイキン工業社)生产的“OPTOOL DAC”。
含氟(甲基)丙烯酸酯可以单独使用一种,也可以将2种以上并用。此外,可以与耐磨性、耐伤性、防止指纹附着、防污性、流平性或防水拒油性等的表面改性剂同时使用。例如,可以举例NEOS株式会社制造的“FTERGENT”(例如,M系列:FTERGENT251、FTERGENT215M、FTERGENT250、FTX-245M、FTX-290M;S系列:FTX-207S、FTX-211S、FTX-220S、FTX-230S;F系列:FTX-209F、FTX-213F、FTERGENT 222F、FTX-233F、FTERGENT 245F;G系列:FTERGENT208G、FTX-218G、FTX-230G、FTS-240G;低聚物系列:FTERGENT730FM、FTERGENT730LM;FTERGENTP系列:FTERGENT710FL、FTX-710HL等)、DIC株式会社制造的“Megafac”(例如,F-114、F-410、F-493、F-494、F-443、F-444、F-445、F-470、F-471、F-474、F-475、F-477、F-479、F-480SF、F-482、F-483、F-489、F-172D、F-178K、F-178RM、MCF-350SF等)、大金株式会社制造的“OptoolTM”(例如,DSX、DAC、AES)、“EftoneTM”(例如,AT-100)、“ZeffleTM(注册商标)”(例如,GH-701)、“UnidyneTM”、“DaifreeTM(注册商标)”、“OptoaceTM”、住友3M株式会社制造的“Novec EGC-1720”、FluoroTechnology社制造“FluoroSurf”等。
含氟(甲基)丙烯酸酯优选分子量Mw为50~50000,从相溶性的观点考虑,优选分子量Mw为50~5000,更优选分子量Mw为100~5000。使用相溶性低的高分子量时,也可以使用稀释溶剂。稀释溶剂优选单一溶剂的沸点为40℃~180℃的溶剂,更优选60℃~180℃,进一步优选60℃~140℃。也可以使用2种以上稀释剂。
溶剂含量至少是在固化性树脂组合物中分散的量,相对于固化性组合物100重量份,优选大于0重量份~50重量份。考虑到尽量除去干燥后的残留溶剂的量,更优选溶剂含量大于0重量份~10重量份。
特别地,当为了提高流平性而含有溶剂时,相对于(甲基)丙烯酸酯100重量份,溶剂含量优选0.1重量份以上、40重量份以下。如果溶剂含量在0.5重量份以上20重量份以下,由于能够维持光聚合性混合物的固化性所以更优选,进一步优选1重量份以上15重量份以下。当为了减少光聚合性混合物的膜厚而含有溶剂时,如果相对于(甲基)丙烯酸酯100重量份,溶剂含量在300重量份以上10000重量份以下,则在涂层后的干燥工序中能够维持溶液稳定性,因而优选,更优选300重量份以上1000重量份以下。
(C)光聚合引发剂
光聚合引发剂是引起基于光的自由基反应或离子反应的物质,优选引起自由基反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂可列举下述光聚合引发剂。
苯乙酮系光聚合引发剂:苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、氯苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、羟基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2’-苯基苯乙酮、2-氨基苯乙酮、二烷基氨基苯乙酮等。安息香系光聚合引发剂:苯偶酰、安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮等。二苯甲酮系光聚合引发剂:二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、羟基丙基二苯甲酮、丙烯酸二苯甲酮、4,4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、全氟二苯甲酮等。噻吨酮系的光聚合引发剂:噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、二乙基噻吨酮、二甲基噻吨酮等。蒽醌系的光聚合引发剂:2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2-戊基蒽醌等。缩酮系的光聚合引发剂:苯乙酮二甲基缩酮、苯偶酰二甲基缩酮等。其他的光聚合引发剂:α-酰基肟酯、苄基(邻乙氧基羰基)-α-单肟、酰基氧化磷、乙醛酸酯、3-香豆素酮、2-乙基蒽醌、樟脑醌、四甲基秋兰姆硫化物、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二烷基、叔丁基过氧化特戊酸等。具有氟原子的光聚合引发剂:全氟叔丁基过氧化物、全氟过氧化苯甲酰等公知惯用的光聚合引发剂,它们可以单独或搭配2种以上使用。
光聚合性混合物也可以含有光敏化剂。作为光敏化剂的具体例子,可以使用诸如正丁基胺、二正丁基胺、三正丁基膦、烯丙基硫脲、s-苄基异硫脲-p-甲苯亚磺酸盐、三乙胺、二乙基氨基乙基甲基丙烯酸酯、三乙烯四胺、4,4’-双(二烷基氨基)二苯甲酮、N,N-二甲基氨基安息香酸乙酯、N,N-二甲基氨基安息香酸异戊基酯、戊基-4-二甲基氨基安息香酸酯、三乙胺、三乙醇胺等胺类的公知惯用的光敏化剂的1种或2种以上的组合。
作为市售的引发剂的例子,可以举出BASF日本株式会社制造的「Irgacure(注册商标)」(例如,Irgacure651、184、500、2959、127、754、907、369、379、379EG、819、1800、784、O26E01、O26E02)和「Darocur(注册商标)」(例如,Darocur1173、MBF、TPO、4265)等。
这些光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以2种以上并用。使用2种以上时,可从含氟(甲基)丙烯酸酯的分散性、微细凹凸结构表面以及内部的固化性方面进行选择。可举例如,并用α羟基酮系光聚合引发剂与α氨基酮系光聚合引发剂。此外,作为2种并用时的组合,可举例如,BASF公司制的“Irgacure”同族、“Irgacure”与“Darocur”的组合,举例有Darocur1173与Irgacure819、Irgacure379与Irgacure127、Irgacure819与Irgacure127、Irgacure250与Irgacure127、Irgacure184与Irgacure369、Irgacure184与Irgacure379EG、Irgacure184与Irgacure907、Irgacure127与Irgacure379EG、Irgacure819与Irgacure184、DarocureTPO与Irgacure184等。
(第2掩模层)
对于第2掩模层1103的材料,可以使用能以溶剂稀释的无机前驱物、无机缩合物、金属氧化物填料、金属氧化物微粒等。第2掩模层1103,从使用微细图案形成用膜1100,在期望使其形成掩模的被处理体20上转印掩模时的转印精度的角度出发,特别优选含有可光聚合的光聚合性基团和可热聚合的聚合性基团的双方,或任意一方。此外,从耐干法蚀刻性的角度出发,第2掩模层1103优选含有金属元素。进一步地,第2掩模层1103通过含有金属氧化物微粒,干法蚀刻被处理体20时的加工更为容易,因而优选。
作为稀释溶剂没有特别限定,优选单一溶剂的沸点为40℃~200℃的溶剂,更优选60℃~180℃,进一步优选60℃~160℃。稀释剂也可以使用2种以上。
此外,溶剂稀释的无机材料的浓度,只要该浓度使单元面积上涂布的涂膜的固体成分的量小于存在于单元面积上(或单元面积下)的凹凸结构1102的空隙(凹部1102b)的体积,则没有特别限定。
作为第2掩模层1103中含有的光聚合性基团,可以举例有丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、环氧基、烯丙基、氧杂环丁烷基等。
此外,作为第2掩模层1103含有的金属元素,优选为选自钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、锌(Zn)、锡(Sn)、硼(B)、铟(In)、铝(Al)、硅(Si)形成的组中的至少1种。特别地,优选钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、硅(Si)。
形成第2掩模层1103的材料,优选含有溶胶凝胶材料。通过含有溶胶凝胶材料,不仅可以使耐干法蚀刻性良好的第2掩模层1103向凹凸结构1102的内部(凹部1102b)的充填变得容易,而且在干法蚀刻第1掩模层1104时的、纵方向的干法蚀刻速率(Vr⊥)与横方向的干法蚀刻速率(Vr//)的比例(Vr⊥/Vr//)增大。作为溶胶凝胶材料,可以仅使用具有单一的金属组分的金属醇盐,也可以同时使用具有不同的金属组分的金属醇盐,但优选至少含有以下2种类的金属醇盐:具有金属组分M1(但,M1为选自Ti、Zr、Zn、Sn、B、In及Al形成的组中的至少1种金属元素)的金属醇盐,和具有金属组分Si的金属醇盐。或者,作为无机材料,也可以使用这些的溶胶凝胶材料与公知的光聚合性树脂的混合材料。
从抑制干法蚀刻时的物理性破坏的角度出发,无机材料优选可以使缩合和光聚合的双方或任意一方引起的固化后的相分离减小。此处,相分离可以用透射型电子显微镜(TEM)的衬度进行确认。从第2掩模层1103的转印性的角度出发,根据TEM的衬度,优选相分离的大小为20nm以下。从物理的耐久性及耐干法蚀刻性的角度出发,相分离大小优选为15nm以下,更优选为10nm以下。另外,从抑制相分离的角度出发,溶胶凝胶材料中,优选含有具有光聚合性基团的硅烷偶联剂。
此外,从第2掩模层1103的耐干法蚀刻性的角度出发,溶胶凝胶材料优选含有至少2种金属组分不同的金属醇盐。作为金属组分不同的2种金属醇盐的金属组分的组合,可举例如Si和Ti、Si和Zr、Si和Ta等。从耐干法蚀刻性的角度出发,优选具有Si作为金属组分的金属醇盐的摩尔浓度(CSi)、与具有Si以外的金属组分M1的金属醇盐(CM1)的比例CM1/CSi为0.2~15。从涂布干燥时的稳定性的角度出发,CM1/CSi优选为0.5~15。从物理性强度的角度出发,更优选CM1/CSi为5~8。
从第2掩模层1103的转印精度和耐干法蚀刻性的角度出发,第2掩模层1103优选为含有无机链段和有机链段的混合物。作为混合物,例如,可举例无机微粒与可光聚合(或热聚合)的树脂的组合、无机前驱物与可光聚合(或热聚合)的树脂、或有机聚合物与无机链段以共价键键合的分子等。作为无机前驱物使用溶胶凝胶材料的情况意味着在含有硅烷偶联剂的溶胶凝胶材料之外,含有可以光聚合的树脂。混合物的情况下,可以是例如混合金属醇盐、具有光聚合性基团的硅烷偶联剂材料、自由基聚合系树脂等。为进一步提高转印精度,可在这些化合物中添加硅酮。此外,为了提高干法蚀刻耐性,溶胶凝胶材料部分可以预先进行预缩合。含有硅烷偶联剂的金属醇盐和光聚合性树脂的混合比例,从耐干法蚀刻与转印精度的角度出发,优选3∶7~7∶3的范围。更优选为3.5∶6.5~6.5∶3.5的范围。混合中使用的树脂,只要能进行光聚合,可以是自由基聚合类、也可以是阳离子聚合类,没有特别限定。
作为构成第2掩模层1103的可光聚合的自由基聚合类的树脂,优选使用在上述列举的构成凹凸结构的可光聚合的自由基聚合类的树脂中,除含氟(甲基)丙烯酸酯以外的化合物。
构成第2掩模层1103的可光聚合的阳离子聚合系的树脂意指,至少含有阳离子固化性单体和光产酸剂的组合物。阳离子固化性树脂组合物中的阳离子固化性单体是指在阳离子聚合引发剂的存在下,例如,通过进行UV照射或加热等的固化处理得到固化物的化合物。作为阳离子固化性单体,可以举例有环氧化合物、氧杂环丁烷化合物及乙烯基醚化合物,作为环氧化合物,可以举例有脂环式环氧化合物及缩水甘油醚。其中脂环式环氧化合物可提高聚合引发速度,氧杂环丁烷化合物具有提高聚合率的效果,因而优选使用,缩水甘油醚可以降低阳离子固化性树脂组合物的粘度,具有涂布性上的效果,因而优选使用。更优选同时使用脂环式环氧化合物和氧杂环丁烷化合物,进一步地优选在脂环式环氧化合物与氧杂环丁烷化合物的重量比为99∶1~51∶49的范围下同时使用。
作为阳离子固化性单体的具体例子,可以举例有以下的物质。作为脂环式环氧化合物,可以举例有例如3’,4’-环氧环己烷羧酸-3,4-环氧环己基甲基酯、3’,4’-环氧-6’-甲基环己烷羧酸-3,4-环氧-6’-环己基甲基酯、乙烯基环己烯单氧化物-1,2-环氧-4-乙烯基环己烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。
作为缩水甘油醚,可以举例有例如双酚A缩水甘油醚、双酚F缩水甘油醚、氢化双酚A缩水甘油醚、氢化双酚F缩水甘油醚、1,4-丁二醇缩水甘油醚、1,6-己二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基乙基二乙氧基硅烷,3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷等。
作为氧杂环丁烷化合物,可以举例有例如3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基醚、3-乙基-3-烯丙氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-{[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙氧基]甲基}氧杂环丁烷等。
作为乙烯基醚,可以举例有2-羟基丁基乙烯基醚、二甘醇单乙烯基醚、2-羟基丁基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、环己烷二甲醇二乙烯基醚、1,4-丁二醇二乙烯基醚等。
光产酸剂,只要能通过光照射产生光酸,就没有特别限定。例如,可以举例有硫鎓盐、碘鎓盐等芳香族鎓盐。作为光产酸剂,可以举例有硫鎓六氟锑酸盐、苄基三苯基磷鎓六氟磷酸盐、苄基吡啶鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、三苯基硫鎓六氟磷酸盐、安息香对甲苯磺酸盐、ADECAOPTOMER(アデカオプトマ)-sp-170(艾迪科社制)、ADECAOPTOMER-sp-172(艾迪科社制)、WPAG-145(和光纯药工业社制)、WPAG-170(和光纯药工业社制)、WPAG-199(和光纯药工业社制)、WPAG-281(和光纯药工业社制)、WPAG-336(和光纯药工业社制)、WPAG-367(和光纯药工业社制)、CPI-100P(San-apro(サンアプロ)社制)、CPI-101A(San-apro社制)、CPI-200K(San-apro社制)、CPI-210S(San-apro社制)、DTS-102(绿化学社制)、TPS-TF(东洋合成工业社制)、DTBPI-PFBS(东洋合成工业社制)等。
在将稀释的无机材料在凹凸结构的凹凸结构面上直接涂布时润湿性差的情况下,可以在无机材料中添加表面活性剂或流平材料。其可以使用公知市售的化合物,优选在同一分子内具有光聚合性基团。从涂布性的角度出发,添加浓度相对于无机材料100重量份,优选为40重量份以上,更优选为60重量份以上。另一方面,从耐干法蚀刻的耐性的角度出发,优选为500重量份以下,更优选为300重量份,另外优选150重量份以下。
另一方面,基于提高无机材料与第1掩模层1104的转印精度的观点,添加表面活性剂或流平材料时,它们的添加浓度相对于100重量份无机材料,优选在20重量份以下,更优选15重量份以下,在10重量份以下最优选。这些的表面活性剂或流平材料,特别地从相溶性的角度出发,优选包含具有羧基、聚氨酯基、异氰脲酸衍生物的官能团中的至少1个官能团。另外,异氰脲酸衍生物具有异氰脲酸骨架,含有具有至少1个与氮原子键合的氢原子被其他基团取代的结构的物质。作为满足这些要求的物质,例如,可举例大金工业公司制造的Optool DAC。添加剂优选以溶解在溶剂中的状态与掩模剂混合。
(第1掩模层)
将微细图案形成用膜1100介由第1掩模层1104,向作为加工对象的被处理体20进行贴合而粘合之后,固化第1掩模层1104,然后即使剥离覆盖膜,也可以容易地将第2掩模层1103向被处理体20之上进行转印。此处,使用微细图案形成用膜1的情况下使用的第1掩模层1104与微细图案形成用膜的第1掩模层1104满足同样的特性,由同样的材料构成。
第1掩模层1104满足上述的选择比的话,没有特别限定。特别地,优选通过能量射线的照射进行固化。作为构成第1掩模层1104的材料,可以使用在上述列举的构成凹凸结构的可光聚合的自由基聚合类的树脂中、除含氟(甲基)丙烯酸酯之外的物质,或上述列举的构成第2掩模层1103的可光聚合的阳离子聚合类的树脂,其他公知或市售的光聚合性或热聚合性树脂,或可以部分交联、热压合的树脂。
从转印精度的角度出发,优选第2掩模层1103与第1掩模层1104为化学性键合。因此,在第2掩模层1103含有光聚合性基团时,优选第1掩模层1104也含有光聚合性基团,在第2掩模层1103含有热聚合性基团时,优选第1掩模层1104也含有热聚合性基团。此外,为通过与第2掩模层1103中的溶胶凝胶材料的缩合,生成化学键合,第1掩模层1104中也可以含有溶胶凝胶材料。作为光聚合方式,存在自由基类和阳离子类,但从固化速度和干法蚀刻耐性的角度出发,优选为自由基类,或自由基类和阳离子类的混合类。混合物的情况下,自由基聚合类树脂和阳离子聚合类树脂的重量比优选为以3∶7~7∶3进行混合,更优选为3.5∶6.5~6.5∶3.5。
从干法蚀刻时的第1掩模层1104的物理稳定性和操作的角度出发,优选固化后的第1掩模层1104的玻璃化转变温度Tg为30℃~300℃,更优选为600℃~250℃。
从第1掩模层1104与被处理体20、及第1掩模层1104与第2掩模层1103间的粘接性的角度出发,优选第1掩模层1104的比重法测定的收缩率为5%以下。
此外,从使用由微细图案形成用膜1100中的凹凸结构1102、第2掩模层1103及第1掩模层1104形成的积层体,向被处理体20贴合微细图案形成用膜时的操作性的角度出发,第1掩模层1104优选为可热压合的树脂。该情况下,可以制作该积层体,贴合覆盖膜1101卷取回收。将该卷轴进料,通过向期望的被处理体20进行热压合,可以容易地进行贴合。这样的使用方法,通过使用微细图案形成用膜1100,可以排除纳米压印(转印)的转印材料的充填和剥离的手段,此外,意味着不需要特殊的装置。
作为可热压合的树脂,优选可以在200℃以下进行压合的树脂,更优选可以在150℃以下进行压合。可举例将可热压合的树脂在凹凸结构1102及第2掩模层1103上进行积层,作成由凹凸结构1102、第2掩模层1103及第1掩模层1104构成的积层体。作为可热压合的树脂,从与第2掩模层1103的粘结性的角度出发,更优选含有感光性树脂。特别地优选含有胶粘剂聚合物、光聚合性单体、光聚合性引发剂。从热压合及转印精度的角度出发,胶粘剂聚合物与光聚合性单体的比优选为9∶1~1∶9,更优选为7∶3~3∶7,最优选为6∶4~4∶6。此外,从耐干法蚀刻性的角度出发,优选胶粘剂聚合物含有化学式(4)所示的部位。
[化4]
另外,本发明并不限定于上述实施方式,可以进行各种变更后实施。关于上述实施方式中添附图中所示的大小或形状等,其并不限定于此,可以在发挥本发明的效果的范围内适当变更。
产业上的可利用性
如上述说明,本发明具有提供如下热纳米压印装置的效果:在将形成于覆盖膜的表面的凹凸结构、介由第1掩模层转印在被处理体上时,第1掩模层的膜厚分布良好,转印精度提高,且可以高效率地进行转印,不需要过大的设备;特别地,可以用于涉及LED的提高光输出效率用基材、提高内部量子效率用基材、提高光输出效率及内部量子效率用基材的制造中的凹凸结构加工技术。
本申请基于2012年5月8日申请的日本专利特愿2012-106937及2012年6月14日申请的日本专利特愿2012-135005。其内容全部包含于此。
Claims (24)
1.一种转印方法,
使用微细图案形成用膜,在被处理体上转印赋予以下第1掩模层及第2掩模层,
所述微细图案形成用膜具有在一侧的表面上形成有纳米尺度的凹凸结构的覆盖膜、设置于所述凹凸结构的凹部内部的第2掩模层、覆盖所述凹凸结构及所述第2掩模层而设置的第1掩模层;
其特征在于,所述转印方法,至少按以下顺序含有:使设置有所述第1掩模层的表面朝向所述被处理体的表面,按压所述微细图案形成用膜的按压工序,
对所述第1掩模层照射能量射线的能量射线照射工序,及
将所述覆盖膜从所述第2掩模层及所述第1掩模层移除的脱模工序,同时,
所述按压工序和所述能量射线照射工序分别独立进行。
2.根据权利要求1所述的转印方法,其特征在于,所述能量射线照射工序在已释放所述按压工序中的按压力的状态下进行。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的转印方法,其特征在于,所述按压工序在对所述被处理体或所述微细图案形成用膜的至少一方进行加热的状态下进行。
4.根据权利要求3所述的转印方法,其特征在于,所述按压工序中,使用至少其表层由弹性体构成的转动体。
5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的转印方法,其特征在于,所述覆盖膜的所述凹凸结构的表面的凸部的顶部位置(S)与充填于所述凹凸结构的凹部的内部的所述第2掩模层的表面位置(Scc)的距离(lcc)满足下述式(1),并且,所述凸部的顶部位置(S)与形成于所述凸部之上的所述第2掩模层的顶部位置(Scv)的距离(lcv)满足下述式(2),
0<lcc<1.0h (1)
其中,将所述凸部的所述顶部位置(S)与所述凹部的底部位置的距离表示的所述凹凸结构的高度、即深度设为h,
0≤lcv≤0.05h (2)。
6.根据权利要求5所述的转印方法,其特征在于,所述微细图案形成用膜中,所述第2掩模层的所述顶部位置(Scv)与所述第1掩模层的露出表面位置(Sb)的距离(lor)满足下述式(3),
0≤lor<1500nm (3)。
7.一种热纳米压印装置,其用于通过上述权利要求1至权利要求6中任意一项所述的转印方法,在所述被处理体上转印所述第1掩模层及所述第2掩模层;
其特征在于,所述热纳米压印装置具有:
实施所述按压工序的按压部、
实施所述能量射线照射工序的能量射线照射部、
实施所述脱模工序的脱模部。
8.根据权利要求7所述的热纳米压印装置,其特征在于,所述按压部中进一步具有加热所述被处理体的加热装置。
9.一种热纳米压印装置,其用于通过权利要求1至权利要求6中任意一项所述的转印方法,在所述被处理体上转印所述第1掩模层及所述第2掩模层;
其特征在于,所述热纳米压印装置具有以使形成有所述第1掩模层的表面与所述被处理体的一侧表面相对的状态,贴合所述微细图案形成用膜及所述被处理体的贴合部,
所述贴合部,具有实质上以线对所述微细图案形成用膜或所述被处理体施加按压力的按压部,该按压部具有实质上以线与所述微细图案形成用膜或所述被处理体接触的转动体,
所述转动体,至少其表层由玻璃化转变温度为100℃以下的弹性体构成。
10.根据权利要求9所述的热纳米压印装置,其特征在于,所述转动体为截面近似正圆形的贴合用辊。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的热纳米压印装置,其特征在于,进一步具有剥离部,所述剥离部用于从用所述贴合部贴合的所述微细图案形成用膜及所述被处理体上对所述覆盖膜进行脱模,获得表面上转印有所述第1掩模层及所述第2掩模层的所述被处理体。
12.根据权利要求9或权利要求10所述的热纳米压印装置,其特征在于,
所述微细图案形成用膜为载体膜,
其进一步具有将所述载体膜开卷的送料辊、卷取由所述送料辊开卷的所述载体膜的卷取辊、在所述贴合部中贴合所述载体膜及所述被处理体时加热所述被处理体的加热装置、以及剥离部,
所述剥离部从所述被贴合的所述载体膜和所述被处理体上剥离所述覆盖膜,该所述剥离部设置在相比所述贴合部处于所述载体膜的流动方向的下游、并且相比所述卷取辊处于所述载体膜的流动方向的上游,
所述贴合部,横跨通过所述送料辊和所述卷取辊传送的所述载体膜的宽度方向而延伸设置。
13.根据权利要求12所述的热纳米压印装置,其特征在于,进一步具有对所述载体膜照射能量射线的能量射线照射部,所述能量射线照射部设置在相比所述贴合部处于所述载体膜的流动方向的下游、并且相比所述剥离部处于所述载体膜的流动方向的上游。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的热纳米压印装置,其特征在于,改变所述剥离部中所述载体膜的流动方向。
15.根据权利要求12至权利要求14中任意一项所述的热纳米压印装置,其特征在于,所述剥离部由截面近似正圆形的剥离用辊及拆卸自如地固定所述被处理体的固定装置构成。
16.根据权利要求12至权利要求15中任意一项所述的热纳米压印装置,其特征在于,进一步具有被处理体保持部,所述被处理体保持部至少在所述贴合部贴合所述载体膜及所述被处理体时,保持所述被处理体。
17.根据权利要求12至权利要求16中任意一项所述的热纳米压印装置,其特征在于,从所述贴合部至所述剥离部之间,所述被处理体通过所述载体膜支撑,伴随所述载体膜的传送而移动。
18.根据权利要求9或权利要求10所述的热纳米压印装置,其特征在于,
所述微细图案形成用膜为载体膜,
其进一步具有将所述载体膜开卷的送料辊、卷取由所述送料辊开卷的所述载体膜的卷取辊、至少在所述贴合部中贴合所述载体膜及所述被处理体时加热所述被处理体的加热装置、以及切断部,
所述切断部设置在相比所述贴合部处于所述载体膜的流动方向的下游、并且相比所述卷取辊处于所述载体膜的流动方向的上游,
所述贴合部,横跨通过所述送料辊和所述卷取辊传送的所述载体膜的宽度方向而延伸设置,并且
在所述切断部中,贴合在所述被处理体上的所述载体膜被部分地切断为所述被处理体的外形以上的尺寸。
19.根据权利要求18所述的热纳米压印装置,其特征在于,
进一步具有将贴合有所述载体膜的所述被处理体从所述载体膜上进行分离的分离部,所述分离部,设置在相比所述切断部处于所述载体膜的流动方向的下游、并且相比所述卷取辊处于所述载体膜的流动方向的上游,
所述分离部由分离用被处理体保持部以及分离用辊或分离用端面构成,所述分离用被处理体保持部至少保持贴合有所述载体膜的所述被处理的与所述载体膜侧相反一侧的表面,所述分离用辊或分离用端面改变所述被传送的所述载体膜的流动方向。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的热纳米压印装置,其特征在于,进一步具有被处理体保持部,所述被处理体保持部至少在所述贴合部贴合所述载体膜及所述被处理体时,保持所述被处理体。
21.根据权利要求19或权利要求20中任意一项所述的热纳米压印装置,其特征在于,从所述贴合部至所述分离用辊或所述分离用端面之间,所述被处理体通过所述载体膜支撑,伴随所述载体膜的传送而移动。
22.根据权利要求16、17、20或权利要求21中任意一项所述的热纳米压印装置,其特征在于,
所述贴合部中所述载体膜与所述被处理体的贴合工序是通过所述被处理体保持部固定保持所述被处理体,
接着,通过贴合用辊从所述被处理体的一个末端开始将所述载体膜的所述第1掩模层贴合在所述被处理体上,
所述贴合用辊通过所述被处理体的另一末端之前,释放由所述被处理体保持部对所述被处理体的固定保持。
23.根据权利要求22所述的热纳米压印装置,其特征在于,所述被处理体保持部通过吸附对所述被处理体进行固定保持。
24.一种积层体,具有被处理体和微细掩模图案,该微细掩模图案设置于所述被处理体的表面的至少一部分上、至少在所述表面的外缘部的一部分上保留露出部,
其特征在于,所述微细掩模图案,具有在所述被处理体上作为微细凹凸结构而设置的第1掩模层和至少在所述第1掩模层的凸部的顶部之上设置的第2掩模层。
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